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2023-08-09 09:41 |
SYNOPSYS 光学设计软件课程三十五:无热化红外望远镜
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。 ="T}mc 5@.8O VPz fwtsr>SV |vi=h2* 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: [GknE#p o
^w^dgJ RLE P3bRv^ ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O 124 (q"S0{ FNAME 'X11.RLE ' U;&s=M0[ LOG 124 ~i-n_7 + WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 <mLU-'c@ APS 1 W*H %\Y:N UNITS MM 937<:zo: OBB 0.0000000 3.0000000 30.0000000 0.00000000000 0.0000000 0.0000000 30.0000000 jhG6,;1zMI MARGIN 1.270000 `iuQ.I BEVEL 0.254001 d}E6d||A 0 AIR -{3^~vW|< 1 RAD 163.0500000000000 TH 4.50000000 +SV!QMIg 1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ,DKW_F| 1 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 CNiJuj` 1 CTE 0.255000E-05 x =JZ"|TE 1 GTB U 'SILICON ' Md:*[]<~ 1 EFILE EX1 31.417334 31.417334 31.671335 0.000000 t2ui9:g4j 1 EFILE EX2 31.014427 31.417334 0.000000 YbVZK4 2 RAD 255.4500000000000 TH 5.55000000 AIR };(2 na 2 EFILE EX1 31.014427 31.417334 31.671335 09Oe-Bg 3 RAD -721.5000000000000 TH 3.60000000 yj,+7[) 3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 qzD 3 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 PClwGO8'& 3 CTE 0.550000E-05 7<Ut/1$MI 3 GTB U 'GE ' tchpO3u, 3 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 0.000000 AxJf\B8 3 EFILE EX2 30.633643 30.633643 0.000000 @ceL9#:uc 4 RAD -1590.0000000000000 TH 65.70000000 AIR ^YPw'cZZ& 4 EFILE EX1 30.633643 30.633643 30.887644 o,1Fzdh6( 5 RAD 145.5000000000000 TH 3.15000000 /4BYH?* 5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Ky7-6$ 5 DNDT 4.100E-04 4.100E-04 4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 2\}6b4 5 CTE 0.550000E-05 M>Ws}Y 5 GTB U 'GE ' XK
l3B=h 5 EFILE EX1 27.236976 27.236976 27.490977 0.000000 9LEUj 5 EFILE EX2 26.712556 27.236976 0.000000 @(st![i+ 6 RAD 120.4500000000000 TH 13.20000000 AIR t;%MSedn 6 EFILE EX1 26.712556 27.236976 27.490977 UJX5}36 7 RAD 255.0000000000000 TH 4.50000000 AQBr{^inH| 7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 p t{/|P 7 DNDT 1.336E-04 1.336E-04 1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 cRPy5['E 7 CTE 0.255000E-05 cMt
, 80 7 GTB U 'SILICON ' fwyz|>H_Y( 7 EFILE EX1 27.355510 27.355510 27.609511 0.000000 ]kkH|b$[T 7 EFILE EX2 27.165926 27.355510 0.000000 'UCF2L 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.13635000 AIR =dC5q{ 8 EFILE EX1 27.165926 27.355510 27.609511 6v-2(Y 9 RAD -405.0000000000000 TH 0.00000000 AIR vn5]+-I END LTY(6we- T8QRO%t 镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST NE$=R"<Gv ErMA$UkJ 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;7ekj W^nG\"T^ CHG Y1FP |
ALPHA A6061 8J7<7Sx END m>?{flO 0/%VejZ' 现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: H"g
p {wfe!f THERM zTt6L6:u ATS 100 2 !将100℃时镜头副本放到ACON2中,所有参数随温度变化而改变 n47v5.Wn END ?Da!QH
>,] "^iw {]~U \xaK?_hv RIl+QA 镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 hI1}^; RnkrI~x 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。 kO\aNtK bjJ212J n.xW"omN 图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 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。 g)k::k)<e tm}0kWx 再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 -z4pI= rOy-6og
J4ltHk.|
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: MY}B)`yx= 5Y97?n+6 THERM Cc,,e` COE 1 STYRENE dAcy;-[[P TCHANGE 1 5 eWGX 5 c`&<"Us ATS 100 2 *<_8]C0> END *7o( p9)'nU'\t 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: 4HK#]M>yz mMvt#+O ACON 1 5)GO PANT poYO VY 4 TH 1000 -1000 =7mn=
w? VY 5 TH 1000 -1000 G? "6[w/p END Ytnk^/Z1L |^i+Srh AANT y++[:M ACON 1 Og`w ~!\ M 0 1 A DELF n_51-^*z M 8.103249 1 A P YA 1 V4PD]5ZW Q0_UBm^f GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ]I#yS=; GNO 0.5 1 3 M 0.5 \]W*0t>s GNO 0.5 1 3 M 1.0 *s9
+ 8I'c83w ACON 2 ayJKt03\O\ M 0 1 A DELF $!x8XpR8s /K"koV; GSO 0.5 5.332000 3 M 0 <o";?^0Q GNO 0.5 1 3 M 0.5 (JHL0Z/ GNO 0.5 1 3 M 1.0 z5v)~+"1 END io$!z=W h$FpH\- SNAP ~g+?]Lk} SYNO 20 MULTI N4Z%8:"pj UHYnl]
K_4}N%P/))
图像质量有下降,但仍在合理范围内,即使温度发生变化,焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 hSq3LoHV &oTUj'$ 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。 D0D0=s d([NU; SYNOPSYS™ 现已更新至 2023 最新版本,扫码添加工作人员可申请免费试用。 ?1Lzbou 7Xi)[M?)# 扫码添加工作人员 还可领取文章中学习文档及视频讲解 [attachment=119460] H\7Qf8s|{
wG4=[d `Li3=!V[ )Ab!R:4 $UAmUQg)}_ +v3@WdLcD
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