无热化红外望远镜:SYNOPSYS 光学设计软件
X$SXDb~G 在本课中,我们将研究随着温度的变化,中红外望远镜的图像会发生什么。 我们从下面的镜头开始。 yONX?cS 这是示例文件中的镜头X11,我们调整了最后一个空气间隔以改善焦点。 以下是此示例的RLE文件: [tJp^?6* ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE 0BP=SCi WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 F^!_!V B APS 1 |#22pq?RP UNITS MM Ro#O{ OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 m3`J9f,c/ MARGIN 1.270000 dF+:9iiAm BEVEL 0.254001 7fW$jiw 0 AIR 41i#w;ojI 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 )24
1-b V 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 lh;;%@1DM 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Shu=oweJ 1 CTE 0.255000E-05 zoau5t 1 GTB U 'SILICON ' (usPAslr 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 B~u`bn,iQ 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 E> YE3-] 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR GOX2'N\h^ 2 AIR 5&}p'6*K 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 mHc5NkvQC 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 -D
wO*f 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 T{*!.+E 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 [:l=>yJ{( 3 CTE 0.550000E-05 )fbYP@9>a 3 GTB U 'GE ' O/fm/ 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 %5<Xa 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 ,veI'WHMB 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR K^c%$n:}+ 4 AIR Q\z9\mMG- 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 #$u7:p
[t 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 ynZfO2kf 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 3moDu 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 2Gn26L5 5 CTE 0.550000E-05 1*OZu.NdK 5 GTB U 'GE '
{BD G;e 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 #$,b )Uy 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 W>E|Iv[o 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR t0)XdIl8 6 AIR P"Y7N?\]( 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 'H'R6<z5 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 Gg{M 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 \C"hL(4- 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 w!52DBOe+ 7 CTE 0.255000E-05 G4J)o?:m@ 7 GTB U 'SILICON ' mfr7w+DK 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 Z':w
X 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 {A{sRT=% 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR MJy(B>< 8 AIR GNoUn7Y 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 Gg5+Ap D 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR }}zY]A 9 AIR $u::(s}
x< END q4Y7 HE|ym vm8ER,IW) 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。 ^8
cq
qu SYNOPSYS AI>THERM TEST cA B<'44R `4a9<bG WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES !5>PZ{J ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS f_| =EQ SYNOPSYS AI> 4.q^r]m* S.*LsrSV 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: $Sd pF-' CHG hWRr#030 ALPHA A6061 :} D TK END uMK8V_p*? sQMfU{S / 现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro: m[Cp
G=32B HERM !qug^F ATS 100 2 @$5=4HA END [s~6,wz af}JS2=$ 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 sv+6# 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。
V6fJaZ 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。 O+ xzM[[ 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。 b$>1_wTL 现在我们必须告诉程序,从5到6的膨胀系数与默认的铝不同。 关闭WS并创建一个新的THERM文件: b-YmS=* THERM }[SYWJIc COE 1 STYRENE ;.3
{}.Y TCHANGE 1 fY!9i5@' 5 * 5(%'3 ATS 100 2 Y
{|is2M9' END |P7FPmn %g~zEa-g 我们运行这个,ACON 2确实发生了变化。 现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。 对于此任务,我们使用优化程序。 这是我们的MACro: ?7A>|p?" ACON 1 aA'of>'ib| PANT LU+}iA) VY 4 TH 1000 -1000 ,z`* 1b8 VY 5 TH 1000 -1000 k;jXVa END P
4+}<5 Koc5~qUY] AANT 05o<fa 2HE ACON 1 RhkTN'vO M 0 1 A DELF Zhc99 L&K M 8.103249 1 A P YA 1 j5rMY=|F gB]jLe GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ?vQ:z{BO GNO 0.5 1 3 M 0.5 ?b\oM
v5y GNO 0.5 1 3 M 1.0 )Kq@ m1>@ k \\e`= ACON 2 0e(4+:0 M 0 1 A DELF Dw<bLSaW& z[0tM&pv GSO 0.5 5.332000 3 M 0 g1) ZjABV GNO 0.5 1 3 M 0.5 mnFmShu GNO 0.5 1 3 M 1.0 +QeA*L$~ END D&G^|: G L+8O
4K{ SNAP 6_>(9&g`zV SYNO 20 MULTI p;~oIy\, x;A.Ll 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: 5E
=!L
g 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。 d2Ta&Md 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。 vK$wc~ L9d|7.b
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