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小火龙果 2023-08-09 09:41

SYNOPSYS 光学设计软件课程三十五:无热化红外望远镜

在本课中,我们将研究随着温度的变化,中红外望远镜的图像质量如何变化。 我们从下面的实例镜头开始。 ?C%mwW3pc  
nH6Ny  
sop *?0  
FaNr}$Pe  
这是示例镜头X11,我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件: pX5#!)  
^lB=O  
    RLE UcZ20inj0  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 0X.(BRI~6p  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' <OQn |zU\  
     LOG      124 rD"$,-h  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 2pKkg>/S  
     APS               1 :Pa^/i  
     UNITS MM   MLbmz\8a  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 ?pE)K<+Zkf  
     MARGIN       1.270000 |ia#Elavo  
     BEVEL       0.254001 p\A!"KC  
       0 AIR %rU8^'Gu  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 )Z.v fc  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 re]e4lZ  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 |"j{!Ei  
       1 CTE   0.255000E-05 FX"j8i/N  
       1 GTB U    'SILICON         ' 41Y1M]`=  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ~pv|  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 M>eMDCB\  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR G1RUu-~+  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 hH&A1vUv  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 }Kt`du=  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 V8Lp%*(3  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 aR- ?t14  
       3 CTE   0.550000E-05 0Yzm\"Ggv  
       3 GTB U    'GE              ' & xAwk-{W  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 F'~\!dNL  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 $(3mpQAg  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR n<GTc{>Z  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 \ 5&-U@  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 z CS.P.$  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 #N?VbDK9_  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 xF/u('A  
       5 CTE   0.550000E-05 < 5 ?  
       5 GTB U    'GE              ' ~AvB5  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 W(gOid KKz  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 yi29+T7j4S  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR -Lo3@:2i  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 4r+@7hnK  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 bR\Oyd~e  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 (dH "b *  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 D1ep7ykY  
       7 CTE   0.255000E-05 (aeS+d x  
       7 GTB U    'SILICON         ' o)V@|i0Js  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 k1.h|&JJN  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 xWiR7~E  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR /h(bMbZ  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 M:PEY*4H  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR cF2!By3M  
     END Ha)Vf+W  
!l(O$T9 T  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST ;h7W(NO~z  
}xA Eu,n^  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: rGn6S &-  
+u[^@>_I0  
    CHG ]jB`"to*}  
    ALPHA A6061 (:9=M5d  
    END 2FE13{+f  
Jyz*W!kI  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: X-_ $jKfM  
_+aMP=H  
    THERM -$A >b8  
    ATS 100 2   !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变 !*\ J4bJe  
    END ]4X08Cm^  
_?I6[Mz  
A!:R1tTR;S  
Ux!q(9<_  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 Clo}kdkd_  
nu6p{_M  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 * YR>u @  
Gf->N `N  
CZzgPId%x  
图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 hWz/PK,  
=mp"=%  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 HYwtGj~5  
d%~OEq1i"  
i"h~QEE  
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: 8o  SL3  
8+n *S$  
    THERM _, r6t  
    COE 1 STYRENE @TraEBJGL  
    TCHANGE 1 \hO}3;*&  
    5 "Q.KBX v/  
    ATS 100 2 r}4   
    END ;39~G T  
<ht^Ck  
我们运行这个程序,ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务,我们使用优化程序。这是我们的MACro: f5`q9w_c  
#ULzh&yO  
    ACON 1 !<UdG+iV  
    PANT }I"k=>Ycns  
    VY 4 TH 1000 -1000 NcyE_T  
    VY 5 TH 1000 -1000 iGw\A!}w\  
    END sHPK8Wsg  
~j36(`t  
    AANT %%{f-\-7Ig  
    ACON 1 3>#io^35  
    M 0 1 A DELF \ ^3cNw  
    M 8.103249 1 A P YA 1 Vwpy/5Hmp  
[+wLy3_  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ,KaO8^PB  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 El^V[s'3  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 5,#aN}v#?  
b ~C^cM  
    ACON 2 k0IztFyj:R  
    M 0 1 A DELF G\B:iyKl  
IWT -)+  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   D}/nE>*  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 C,) e7  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 lbj_ if;  
    END o9+fA H`D  
'p&q}IO  
    SNAP av>Ff6w)Y  
    SYNO 20 MULTI 'R nvQ""  
| E\u  
X_(n  
图像质量有下降,但仍在合理范围内,即使温度发生变化,焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 >/9Qgyc 0  
;0nL1R]w(  
我们已经为TH变量输入了确定的限制,因为程序不会让正TH变为负数。为了保持放大率不变,我们为主光线的YA添加了一个目标。您可以参考用户手册,以获得有关此功能的完整。 ]owcx=5q%'  
^TqR0a-*  
SYNOPSYS™ 现已更新至 2023 最新版本,扫码添加工作人员可申请免费试用。 S.*.nv  
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