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optics1210 2018-09-28 17:26

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`O i^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 ]Jq e)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$yJ)@2E  
    3 CTE    0.550000E-05  ]plC  
    3 GTB  U    'GE          ' q4= RE  
    3 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644    0.000000 p6)UR~9Rs  
    3 EFILE   EX2   30.633643   30.633643    0.000000 m Y0C7i  
    4 RAD     -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR OpQa!  
    4 AIR }JsdgO&z  
    4 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644 Y~xZ{am  
    5 RAD     145.5000000000000    TH    3.15000000 (C%'I  
    5 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 swrd  
    5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 i\G3 u#  
    5 CTE    0.550000E-05 k_B^2=  
    5 GTB  U  'GE           ' 'CX KphlWs  
    5 EFILE  EX1   27.236976   27.236976   27.490977  0.000000 Jhc S  
    5 EFILE  EX2   26.712556   27.236976     0.000000 4{KsCd)  
    6 RAD    120.4500000000000  TH    13.20000000 AIR f14c} YY  
    6 AIR _#:1Axx1  
    6 EFILE  EX1   26.712556   27.236976   27.490977 9iE66N>z  
    7 RAD    255.0000000000000   TH    4.50000000 =Wa\yBj_;m  
    7 N1  3.42403414  N2  3.42836910  N3  3.43782376 lTXU  
    7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 s-B\8&^C  
    7 CTE    0.255000E-05 Xk$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 Tz Ub  
    8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR Y$^\D' .k  
    8 AIR K~]jXo^M  
    8 EFILE  EX1   27.165926   27.355510   27.609511 d,)L,J  
    9 RAD     -405.0000000000000   TH   0.00000000 AIR E_oe1C:  
    9 AIR 51vK>  
    END
C0RwW??t  
o[ 6hUX0tN  
让我们假设这个镜头必须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。现在的性能如何? 为了找到答案,我们运行THERM程序,首先测试是否存在所有必需的系数。
*)<tyIHd  
    SYNOPSYS AI>THERM TEST Gf?KpU  
?*4zNhL  
    WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES QS}=oOR@k  
    ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS %0 4n,&mg  
    SYNOPSYS AI>
jo ^*R'}  
heWb(E&  
实际上,这个镜头从未为空气间隔分配系数。 我们用CHG文件解决了这个问题,分配铝型6061的系数:
d\v _!7  
    CHG _*9Zp1r  
    ALPHA A6061 *u }):8=&R  
    END
(`xc3-,  
SxDE3A-:  
现在我们可以激活热追踪。 我们创建并运行一个新的MACro:
&BgaFx**  
    HERM PewLg<?,G4  
    ATS 100 2 P*SXfb"HC  
    END
:.cX3dP@  
#d~"bn q;c  
这将镜头的副本放在多重结构2中,所有参数也都随着温度从默认的20到100度的变化而变化,这是ACON 2现在的样子
P(`IY +  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么好处。 首先,单击按钮 在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮 ),然后单击PAD显示中的表面4。 我们怀疑以下空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化必须非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。
llzl-2` /  
实际上,图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.7到65.577。 我们越来越近了。 现在我们必须找出一种方法,使元件3以那种方式随温度移动。 有时可行的一个技巧是设计具有外套管的单元,外套管从表面4向右延伸,经过下一个元件,然后使用内套管返回中途并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则元件3的净运动将小于全铝套管的净运动。 KJd;c.  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击Add Surface按钮 。现在点击表面4和5之间的透镜图中的轴。插入虚拟表面。
i]nE86.;  
现在我们必须告诉程序,从5到6的膨胀系数与默认的铝不同。 关闭WS并创建一个新的THERM文件:
zin ,yJ  
    THERM Nd6z81  
    COE 1 STYRENE AS7!FD6b  
    TCHANGE 1 <7GK *I  
    5 Vr*t~M>  
    ATS 100 2 Lh}he:k+  
    END
yS*PS='P  
so7;h$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;$@q8  
    VY  5  TH 1000 -1000 ^.(]i \V_  
    END =N=,;<6%A  
/Yh8r1^2tZ  
    AANT Ur`v*LT}~  
    ACON 1 3 *G=U  
    M  0  1  A  DELF -K j CPc  
    M  8.103249  1  A  P  YA  1 \; 3r  
?sO_c3^7z  
    GSO  0.5  5.332000  3  M  0 !rWib` %  
    GNO  0.5  1  3  M  0.5 ; H3kb +  
    GNO  0.5  1  3  M  1.0 '/j`j>'!^  
p})&Zl)V  
    ACON 2 8.,PgS  
    M  0  1  A  DELF 2d._X$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{l N6  
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。
详情请咨询:sales@asdoptics.com      027-87582688
 &]euN~y  
;'h7 j*6  

optics1210 2019-01-16 23:05
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