SYNOPSYS 光学设计软件课程三十五:无热化红外望远镜
f1sp6S0V\ 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。 2EYWX!Bx 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: +SW|/oIU ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVE |gHdTb1 WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ,_s.amL3O{ APS 1 @Ae&1O;Zh UNITS MM 'Gamb+[ OBB 0.000000 3.00000 30.00000 0.00000 0.00000 0.00000 30.00000 PZO.$'L|7 MARGIN 1.270000 5evk_f BEVEL 0.254001 *{5/" H5 0 AIR A/"2a55 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 TK%q}bK, 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ii>^]iT 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 5.DmMG[T^= 1 CTE 0.255000E-05 AEDBr < 1 GTB U 'SILICON ' ;C=V- r 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 (44L8)I.D 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 Q7{{r&|t& 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR B-$zioZ 2 AIR b5I 8jPj4c 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 s@GE(Pu7 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 9W_mSum 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 w4_Xby) 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 7=Pj}x) 3 CTE 0.550000E-05 BUV4L5( 3 GTB U 'GE ' {d]B+' 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 2oOos%0 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 \I^"^'CP 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR 3x7fa^umR 4 AIR 8~~ k? 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 Sw$/Z)1K& 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 RlbJ4`a
5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ;b. m X 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 )s4:&! 5 CTE 0.550000E-05 %tC[q 5 GTB U 'GE ' lj:.}+]r 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 ld):Am}/o 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 {K}Dpy 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR qh&q<M 6 AIR g{uiY| 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 L/,gD.h^ 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 A f!`7l- 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 6@3v+Vf' 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 jC$~m#F 7 CTE 0.255000E-05 x]?V*Jz 7 GTB U 'SILICON ' -3wid1SOm 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 q8.Z7ux 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 tFX<"cAvK 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR {7MY*&P$, 8 AIR Y,EF'Ot 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 p!)tA 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR RlU ?F
9 AIR w5rtYTI END Ey%[t KK]R@{ r 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。 $sZ4r>- SYNOPSYS AI>THERM TEST 4:733Q3oK |id7@3leu WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES xDSiTp=)O ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS $uUyp8F SYNOPSYS AI> %[ *+ qu]a+cYY 这个镜头未为空气间隔分配系数。 我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: c,ct=m.|6A CHG
fCnwDT ALPHA A6061 ,KF>@3f END 2n2,MB ZCb@!V}= 现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: zQt)>Qx_ HERM 7}~nQl2 ATS 100 2 gkq~0/ END ,?Vxcr UEm4):/} 镜头的副本将放在多重结构2中,所有参数也都随着温度从20到100度的范围变化。 这是ACON 2现在的样子 Z![#Uz.z 镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 ) te_ <W 有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。 首先,单击按钮 在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮 ),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 3[l\l5'm8 图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.7变化到65.577。 u`oJ3mS; 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 1rU\ !GfR 再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击Add Surface按钮 。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 NNTrH\SU# 现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。 关闭WS并创建一个新的THERM文件: kkj@!1q(wO THERM +iQ~ Y2Gh COE 1 STYRENE ;j(*:Nt1 TCHANGE 1 ;A*sub 5 f`\J%9U _O ATS 100 2 mz;ExV16 END Z/v )^VR Vhb~kI!x 我们运行这个程序,ACON 2确实发生了变化。 现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。 对于此任务,我们使用优化程序。 这是我们的MACro: Do^yer~ ACON 1 XRyeEwA;pp PANT KBI1t$ VY 4 TH 1000 -1000 %?qzP' VY 5 TH 1000 -1000 W=|'&UU Ul END QV*la= j/ Y2N$&]O{ AANT L;b-=mF ACON 1 /w2IL7} M 0 1 A DELF dr(e)eD(R> M 8.103249 1 A P YA 1 S_VzmCi @wP.Rd GSO 0.5 5.332000 3 M 0 2!{_x8,n GNO 0.5 1 3 M 0.5 R_Bf JD. GNO 0.5 1 3 M 1.0 /8hjs{(; gB,Q4acjj ACON 2 SL^%Zh/~ M 0 1 A DELF [`KQ\4u 7Bf4ojKt GSO 0.5 5.332000 3 M 0 6G-XZko~a GNO 0.5 1 3 M 0.5 U^-J_yq GNO 0.5 1 3 M 1.0 *S4&V<W> END 2elj@EB,M P5"B7>L: SNAP Gt !Hm( SYNO 20 MULTI lb"T'}q .Dr7YquW 这将尝试在两个温度下保持系统聚焦并保持图像质量。 我们运行这个宏,现在ACON 2中的镜头比以前更好: 6Hd^qouid 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。 ~IQjQz? 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。
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