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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。 z;zy k  
)r~$N0\D  
MQ$[jOAqP  
?#-"YO7  
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: ecA:y!N  
glH&v8  
    RLE qx18A  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 MSUkCWt!  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' kUUN2  
     LOG      124 YjdCCju  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 SuB;Nb7r`  
     APS               1 -m(9*b{h@  
     UNITS MM   S:v]3G  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 )TP 1i  
     MARGIN       1.270000 -N<s =  
     BEVEL       0.254001 ?_%*{]mt(  
       0 AIR o|>2X[T  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 EFW'D=&h8  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 R 3TdQ6j  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 t.t$6+"5We  
       1 CTE   0.255000E-05 f$Nz).(  
       1 GTB U    'SILICON         ' e4b`C>>  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 4`o_r%   
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 Gw:8-bxS  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ()6(eRGJ  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 fJBp,{0  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 cgNK67"(  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 .}&bE1  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 3V?JX5X\  
       3 CTE   0.550000E-05 &p8b4y_  
       3 GTB U    'GE              ' Rb Jl;  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 ` Xc~'zG  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 z4!TK ps  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR qZ'&zB)  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 gtHWd;1&f  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 wS-D"\4/  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ]R32dI8N  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 #f0J.)M  
       5 CTE   0.550000E-05 tV%:sk^d  
       5 GTB U    'GE              ' >'iXwe-  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 \XFF(  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 -"Wp L2qD  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR >B<jR$`6@  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 @d:TAwOI'  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 "_WOt Jr  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 y!&6"l$K]  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 PN:/lIO  
       7 CTE   0.255000E-05 wa-#C,R\_#  
       7 GTB U    'SILICON         ' Hphvsre<  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 %ZF47P%6  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 &\#If:  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR u&z5)iU  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 Aj((tMJNOw  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR FpN>T  
     END \B/ +.\  
o *)>aw  
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 w/BaaF.0  
z2*>5 c%  
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: B*!{LjXV  
}iZO0C  
    CHG >Vc;s !R  
    ALPHA A6061 _Cn[|E  
    END C +S  
mX66}s}#  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: ~3bH2,{L[  
MWTzJGRT  
    THERM 1(t{)Z<  
    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 Ox9WH4E  
    END f|Dq#(^\  
8 :B(}Y4K  
&v9*D`7L  
uvC ![j^~  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 kEiWE|  
Mtxn@m{i;"  
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。 'b(V8x  
v d A 3  
ZyAm:yO  
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。 $p? gai{o  
ukNB#2 "  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 1@" L  
T6_LiB @  
R8ZI}C1  
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: |hGi8  
#$k6OlK-r"  
    THERM >wx1M1  
    COE 1 STYRENE )2vkaR  
    TCHANGE 1 0P)"_x_  
    5 ,F^Rz.  
    ATS 100 2 VaKBS/y"  
    END (.[HE ~ s?  
)/uu~9SFd  
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: Qn0 1ig  
Sy\ec{$+V]  
    ACON 1 >Vp #   
    PANT DVC<P}/  
    VY 4 TH 1000 -1000 lO)-QE+  
    VY 5 TH 1000 -1000 y?Vsp<  
    END P:Nj;Cxh  
)S~ySiJ<U  
    AANT XQW9/AzNf  
    ACON 1 ]&;M 78^6  
    M 0 1 A DELF Iq/V[v  
    M 8.103249 1 A P YA 1 _pZ2^OO@  
U`*L`PM  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 [&_c.ti  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ftr?@^  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 t^ax:6;"|  
w&U>w@H^  
    ACON 2 U_\3preF  
    M 0 1 A DELF bIs@CDB  
pXL@&]U+  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   Cx,)$!1  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 QVEGd"WvvO  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 w]-,X`  
    END hlIh(\JZ4s  
XHX$Ur9  
    SNAP T1Gy_ G/  
    SYNO 20 MULTI j)A$%xUo  
>o45vB4o  
6B pm+}  
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。 i7 *cpNPO  
7"|j.Yq$H{  
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。 1ig#|v*+  
%+A z X  
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。 kuEB  
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