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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十五:无热化红外望远镜 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-09
    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。 *`QdkVER  
    goBKr: &]w  
    LB64W ;#h  
    h M1&A  
    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: 4cVs(`g^  
    `o^;fcnG  
        RLE +r#=n7 t  
        ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 "p6:ekw  
         FNAME 'X11.RLE                                           ' y(wqcDok|n  
         LOG      124 FS]+s>  
         WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 cfy/*|  
         APS               1 sg9x?Bx9  
         UNITS MM   ]C!Y~  
         OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 hq&  
         MARGIN       1.270000 ; ei<Q =[  
         BEVEL       0.254001 ]<o.aMdV  
           0 AIR [M8qU$&?]  
           1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 yEw"8u'  
           1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 M~g~LhsF  
           1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 zDGg\cPj9  
           1 CTE   0.255000E-05 4LB9w 21  
           1 GTB U    'SILICON         ' "k_n+cH%  
           1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ixI5Xd<  
           1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ,nu7r1}  
           2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR A aF5`  
           2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 [/fwt!  
           3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 I W] 841  
           3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 #G4~]Qml  
           3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 +y{93nl  
           3 CTE   0.550000E-05 bTy' 5"  
           3 GTB U    'GE              ' @y~BYiKs  
           3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 l]58P  
           3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 gQ@Pw4bA  
           4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR `Hp.%G(  
           4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 xjn8)C  
           5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 %\z COfN  
           5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ^1FZ`2u;  
           5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 (k)gZD9~{?  
           5 CTE   0.550000E-05 coP$7Q .  
           5 GTB U    'GE              ' g]PLW3  
           5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 $M3A+6["H  
           5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 w]5f3CIm  
           6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR pTV@nP  
           6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 4f@\f7 \  
           7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 % OfDTs  
           7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 e5/ DCz  
           7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 52C-D+zCJ  
           7 CTE   0.255000E-05 ` S~@FX  
           7 GTB U    'SILICON         ' ]JCB^)tM  
           7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 pil*/&pB  
           7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 n+F-,=0  
           8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR t[yD8h  
           8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 jv#" vQ9A]  
           9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR +n.j.JP"X  
         END )}9}"jrDlx  
    7J!d3j2TR  
    镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST K&P{2Hndr  
    u b>K^  
    这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: vJj j+:  
    *y\tnsU  
        CHG 0&L0j$&h  
        ALPHA A6061 !.GY~f<d$  
        END {arjW3~M:  
    zvs 2j"lb  
    现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: )yH#*~X_   
    @j8L{FGnN  
        THERM Z a y'/b  
        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 \iLd6Qo_aq  
        END }lvP|6Y: y  
    n,'AFb4AF  
    & I'F-F;  
    #?d>S;)+  
    镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。   SrU   
    &i}cC4i   
    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。 (i~%4w=  
    H&Lbdu~E  
    =Q 0 )t_z_  
    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。 7a.#F]`  
    -a^sX%|Bl  
    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。 3&d+U)E  
    s?I=}  
    Z5^ UF2`Q  
    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: /(L1!BPP9m  
    g_!xO2LH,8  
        THERM .BTT*vL-  
        COE 1 STYRENE v__Go kj-  
        TCHANGE 1 R =c  
        5 X OtS+p  
        ATS 100 2 rTiuQdvo  
        END 0<Y&2<v  
    tZ2iSc  
    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: O9IjU10:  
    x};g!FYfkB  
        ACON 1 wDTV /"Y  
        PANT QO^X7A"?X  
        VY 4 TH 1000 -1000 .Zz7LG{  
        VY 5 TH 1000 -1000 EHM 7=|#  
        END v%e"4:K}?  
    T:n ^$RiT  
        AANT Z#V\[  
        ACON 1 PbH]K$mj{"  
        M 0 1 A DELF ~$obcW1  
        M 8.103249 1 A P YA 1 {8Nd-WJ{  
    S|h  m  
        GSO 0.5 5.332000 3 M 0 TZ]Gl4 @  
        GNO 0.5 1 3 M 0.5 qq{N; C  
        GNO 0.5 1 3 M 1.0 |#kf.kN  
    ]h8V{%H  
        ACON 2 HpC4$JMm  
        M 0 1 A DELF (ZSSp1R v  
    j_<n~ri-  
        GSO 0.5 5.332000 3 M 0   ]/naH#8G  
        GNO 0.5 1 3 M 0.5 R63d `W  
        GNO 0.5 1 3 M 1.0 } dlNMW  
        END a2FIFWvW  
    74OM tLL$  
        SNAP O|m-k0n  
        SYNO 20 MULTI a6#PZ!1  
    @Ec9Do>  
    6>A8#VT  
    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。 LA Vgf>  
    "Y0[rSz,UW  
    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。 >k-poBw  
    'gH#\he[Dh  
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    b=l}|)a  
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    #8|NZ6x,  
    a5&j=3)|  
    AVZ@?aJgF  
    ^;_b!7*  
    u^p[zepW\  
    FvP1;E  
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