无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
*z8\Lnv~k 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。 F={a;Dvrn 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: uKHxe~ ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE }o`76rDN WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 37o;; APS 1 1=V-V< UNITS MM !+v$)3u9 OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 wbl& MARGIN 1.270000 $ddCTS^ BEVEL 0.254001 *$g-:ILRuZ 0 AIR 4^:=xL 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 X'iWJ8 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 pv|G^,># 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 KbeC"mi 1 CTE 0.255000E-05 %EB/b 1 GTB U 'SILICON ' zTU0HR3A 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 }qD\0+`qi 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 >z@0.pN]7 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR Q\Vgl(;lX 2 AIR A*BeR0( 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 G"A#Q" 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 EADqC> 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 $IpccZpA 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 6D3B^.rj] 3 CTE 0.550000E-05 CpTjJXb 3 GTB U 'GE ' 9hyn`u. 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 Iu=(qU 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 Jln:`!#fDf 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR b&U62iq 4 AIR |2A:eI8 ^ 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 ZbKg~jdF 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 ]7A'7p$Y 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 \s\?l(ooq" 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ?}Y]|c^W 5 CTE 0.550000E-05 &$H!@@09|w 5 GTB U 'GE ' x]j W<A 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 4_ML],. 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 TWX.D`W 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR n+ M <\ 6 AIR !dq.KwL 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 v`T
c}c ' 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 <1TAw. 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 P.DK0VgY 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 (/$^uWj 7 CTE 0.255000E-05 {oL>1h,%3? 7 GTB U 'SILICON ' \Vk:93OH21 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 7zj{wp! 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 s5.CFA 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR 0> \sQ,T 8 AIR yB!dp;gM{ 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 |w3M7;~eF 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR m]&SN z= 9 AIR
v"0J&7!J END 3OB"#Ap8< C,eu9wOT 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。 dc'Y`e SYNOPSYS AI>THERM TEST qxc[M8s # f\rt
WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES [#iz/q~} ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS N$tGQ@
SYNOPSYS AI> 5mR 1@ ia?
c0xL 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: 2fS:-
8N CHG h2QmQ>y" ALPHA A6061 fN2lLn9/u END G!yPw:X $:^td/p J 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: 8FhdN HERM 2Khv>#l
ATS 100 2 ee=D1 qNu; END |':{lH6+1 qg$ <oL@~~ 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 |vC~HJpuv' 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。 MqMQtU9w 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。 1 -b_~DF 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。 z@j8lv2j1 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: [N'h%1]\ THERM rZpXPI COE 1 STYRENE qxj(p o TCHANGE 1 wgA_38To 5 cH)";]k*- ATS 100 2 H"F29Pu2 END oL<St$1 dF2RH)Ud 我们运行这个,ACON 2确实发生了变化。 现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。 对于此任务,我们使用优化程序。 这是我们的MACro: <oeIcN7d ACON 1 d d;T-wa} PANT cc3 4e VY 4 TH 1000 -1000 LH6vLuf VY 5 TH 1000 -1000 ~QVH<`sn END F:ELPs4" wKHBAW[i] AANT Ir]\|t ACON 1 :gC#hmm^ M 0 1 A DELF :v 4]D4\o M 8.103249 1 A P YA 1 4GM6)"#d XX~,>Q}H= GSO 0.5 5.332000 3 M 0 IGN1gs GNO 0.5 1 3 M 0.5 aQ~s`^D GNO 0.5 1 3 M 1.0 1YMh1+1 J=yTbSN\v ACON 2 nj4/#W M 0 1 A DELF OrG).^l ']oQ]Yx0 GSO 0.5 5.332000 3 M 0 u= yOu^={ GNO 0.5 1 3 M 0.5 .e5Mnd%$M GNO 0.5 1 3 M 1.0 1 {)Q[#l END azU"G(6y?+ -']56o_sQ/ SNAP |K~Nw&rZ] SYNO 20 MULTI S[QrS7 "w_aM7x_ 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: H[|~/0?K 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。 $ulOp;~A% 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。 /7LR;>B j Q=:|R3U/
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