无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
mj|9x1U) 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会发生什么。 我们从下面的镜头开始。 VbR.tz 这是示例文件中的镜头X11,我们调整了最后一个空气间隔以改善焦点。 以下是此示例的RLE文件: 3vD,hL`& ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE ibw;BU WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ZfikNQU9r APS 1 /MtacR UNITS MM giJyMd}x OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 nJg2O@mRJ MARGIN 1.270000 X
jN.X BEVEL 0.254001 l/NK.Jr 0 AIR OG`Oi^2 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 Jl ?Q}SB 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Ka{Zoi] 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 E1_4\S*z 1 CTE 0.255000E-05 iK:]Q8b 1 GTB U 'SILICON ' WQL`;uIX 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 .x%SbG<k{ 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 ]Jqe)o 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR ztpb/9J9 2 AIR bnQO}G 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 `<d>C}9 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 g2q=&eI" 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 9Z
4R!Q 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 s'I$yJ)@2E 3 CTE 0.550000E-05 ] plC 3 GTB U 'GE ' q4=RE 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 p6)UR~9Rs 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 m
Y0C7i 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR OpQa! 4 AIR }JsdgO&z 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 Y~xZ{am 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 (C%'I 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 swrd 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 i\G3
u# 5 CTE 0.550000E-05 k_B^2= 5 GTB U 'GE ' 'CX
KphlWs 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 JhcS 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 4{KsCd) 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR f14c}YY 6 AIR _#:1Axx1 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 9iE66N>z 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 =Wa\yBj_;m 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 lTXU 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 s-B\8&^C 7 CTE 0.255000E-05 Xk$lQMwZ 7 GTB U 'SILICON ' i}19$x.D` 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 9':$!Eoq 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 ~7
TzUb 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR Y$^\D'.k 8 AIR K~]jXo^M 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 d,)L, J 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR E_oe1C: 9 AIR 51vK> END C0RwW??t o[6hUX0tN 让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。 *)<tyIHd SYNOPSYS AI>THERM TEST Gf?KpU ?*4zNhL WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES QS}=oOR@k ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS %04n,&mg SYNOPSYS AI> jo^*R'} he Wb(E& 实际上,这个镜头从未为空气间隔分配系数。 我们用CHG文件解决了这个问题,分配铝型6061的系数: d\v _!7 CHG _*9Zp1r ALPHA A6061 *u}):8=&R END (`xc3-, SxDE3A-: 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: &BgaFx** HERM PewLg<?,G4 ATS 100 2 P*SXfb"HC END :.cX3dP@ #d~"bn q;c 这将镜头的副本放在多重结构2中,所有参数也都随着温度从默认的20到100度的变化而变化,这是ACON 2现在的样子 P(`IY+ 有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么好处。 首先,单击按钮 在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮 ),然后单击PAD显示中的表面4。 我们怀疑以下空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化必须非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 llzl-2`/ 实际上,图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.7到65.577。 我们越来越近了。 现在我们必须找出一种方法,使元件3以那种方式随温度移动。 有时可行的一个技巧是设计具有外套管的单元,外套管从表面4向右延伸,经过下一个元件,然后使用内套管返回中途并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则元件3的净运动将小于全铝套管的净运动。 KJd;c. 再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击Add Surface按钮 。现在点击表面4和5之间的透镜图中的轴。插入虚拟表面。 i]nE86.;
现在我们必须告诉程序,从5到6的膨胀系数与默认的铝不同。 关闭WS并创建一个新的THERM文件: zin,yJ THERM Nd6z81 COE 1 STYRENE AS7!FD6b TCHANGE 1 <7GK *I 5 Vr*t~M> ATS 100 2 Lh}he:k+ END yS*PS='P so7;h$h!H 我们运行这个,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: %_
~[+~# ACON 1 JG[+e*8 PANT Q%7EC>V VY 4 TH 1000 -1000 PT;$@q8 VY 5 TH 1000 -1000 ^.(]i\V_ END =N=,;<6%A /Yh8r1^2tZ AANT Ur`v*LT}~ ACON 1 3
*G=U M 0 1 A DELF -K
jCPc M 8.103249 1 A P YA 1 \;3r ?sO_c3^7z GSO 0.5 5.332000 3 M 0 !rWib`% GNO 0.5 1 3 M 0.5
; H3kb
+ GNO 0.5 1 3 M 1.0 '/j`j>'!^ p})&Zl)V ACON 2 8.,PgS M 0 1 A DELF 2d._X$fx7 7@sWT<P GSO 0.5 5.332000 3 M 0 $OT:J GNO 0.5 1 3 M 0.5 e9
NHbq GNO 0.5 1 3 M 1.0 {\V)bizY; END
@.})nU dw&Xg_$ SNAP ESO(~X+ SYNO 20 MULTI IOA{lN6 OD i)# 这将尝试在两个温度下保持系统聚焦并尝试同时保持图像质量。 我们运行这个,现在ACON 2中的镜头比以前更好: y?rsfIth` 有一些图像质量下降,但在合理范围内,焦点仍然在应该的地方,即使温度变化。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸到哪里以及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 &(0iSS 一些评论是有条不紊的。我们已经为TH变量输入了清楚的限制,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。 (有些变化可能会改变这种情况,我们必须小心。)我们还没有实现这些选项来解释是将镜头放在元件的左边还是右边,因为对于此示例,扩展被默认应用于正确的地方。是的,有时不受温度影响确实更复杂,您可以参考用户手册,以获得有关此强大功能可用于更艰难任务的选项的完整说明。 &]euN~y ;'h7
j*6
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