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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。 :H7D~ n  
u}>#Eb  
l,R/Gl  
B268e  
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: 6FUw"|\u{  
6o |kIBte-  
    RLE y)F;zW<+  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 n1qQ+(xC  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' |M>eEE*F<  
     LOG      124 c;%_EN%  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 $"`- ^  
     APS               1 O#x*iI%  
     UNITS MM   Vx(B{5>Vu  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 G %N $C  
     MARGIN       1.270000 m$`RcwO  
     BEVEL       0.254001 &J55P]7w  
       0 AIR @En^wN  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 2Gz}T _e  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ,/YF-L$(t  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 {n(b{ ibl  
       1 CTE   0.255000E-05 j;%-fvd;  
       1 GTB U    'SILICON         ' <DMl<KZ  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 X- pqw~$  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 *n; !G8\  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ~1cnE:x;V  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 rW0kA1=E  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 0T@Zb={  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 +)kb(  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01  u*e.yN  
       3 CTE   0.550000E-05 bIGHGd  
       3 GTB U    'GE              ' -c(F1l  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 2uG0/7  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 uJOJ-5}yt  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR hD\rtW  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 Acnl^x7Y1  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 WEFlV4/  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 _=+V/=  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ^sa#8^,K  
       5 CTE   0.550000E-05 (]b!{kS  
       5 GTB U    'GE              ' "nZ*{uv  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 H:!7:  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 Z&ZP"P4  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR .nG#co"r}3  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 q+P|l5_ t  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 Rz (QC\(  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 W"):-Wq  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 `n$I]_}/%  
       7 CTE   0.255000E-05 NxjB/N  
       7 GTB U    'SILICON         ' ;} und*q  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 D-8O+.@  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 ="x\`+U  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR /3A^I{e74  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 Sczc5FG  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR Vm%1> '&  
     END FQT~pfY  
/<E5"Mm%  
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 9[1`jtm  
Se HagKA  
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: ^ s1Q*He  
u1t% (_h  
    CHG T;@;R %  
    ALPHA A6061 K/A*<<r ~  
    END $}lbT15a  
?dD&p8{  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: ~7Ts_:E-  
?g?L3vRK  
    THERM Wi[~fI8^!  
    ATS 100 2   !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变 0|2%vh>J  
    END _$= _du  
>2~+.WePu  
" Om[~-31  
.%.9n\b  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 /TZOJE(2j  
A:aE|v/T&  
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。 /V8}eZ97  
^dP KDrKxh  
GKvN* SU=  
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。 /DQc&.jK  
7h6,c/<  
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。  yyv8gH  
M7+nW ; e%  
z74in8]  
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: #[zI5)Meh  
\]P!.}nX#  
    THERM QFg sq{  
    COE 1 STYRENE Vy*:ne  
    TCHANGE 1 xZ|Y ?R5m  
    5 fRy^Q_~,  
    ATS 100 2 j6>.n49_  
    END F;=4vS]\  
N-I5X2  
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: P`#Z9 HM4  
t]$P1*I  
    ACON 1 IB# @yH  
    PANT zunV<2~(2}  
    VY 4 TH 1000 -1000 q-]`CW]n  
    VY 5 TH 1000 -1000 ta`N8vnf  
    END j7sKsbb  
IX*idcxR  
    AANT e*@{%S  
    ACON 1 MS0Fl|YA  
    M 0 1 A DELF 0KMctPT]p  
    M 8.103249 1 A P YA 1 )Psb>'X  
F;gx%[$GX  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 eFpTW&9n  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 6&bY}i^K  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 U+)xu>I  
LbaK={tR  
    ACON 2 R  zf  
    M 0 1 A DELF BT)X8>ct  
k]5Bykf`Ky  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   jy giG&H  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 {?J/c{=/P  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 .A-]_98Z  
    END F)s{PCl  
D8>enum  
    SNAP qZ}P*+`Q  
    SYNO 20 MULTI {e+-vl  
)RO<o O  
]UH`Pdlt  
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。 fv`O4  
|N}P(GF  
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。 @+9<O0  
$BFvF ,n  
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。 %F:)5gT?  
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