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小火龙果 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。 ry,}F@P&  
,#%SK;1<  
OQ| ,-  
&^ceOV0+  
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: &V;x 4  
=n }Yqny  
    RLE -eYL*Pa  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 NhtEW0xCr  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' aa=b<Cd  
     LOG      124 <W|1<=z(  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 #f 9qlM32  
     APS               1 rHo6iJj  
     UNITS MM   Qy%xL9  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 vUfO4yfdg  
     MARGIN       1.270000 [5LMt*Y  
     BEVEL       0.254001 'X ~Ab  
       0 AIR Z>HNe9pr  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 0sabh`iQ^  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 #x|VfN5f  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 1?]J;9p  
       1 CTE   0.255000E-05 <|dj^.^  
       1 GTB U    'SILICON         ' /^ QFqM;  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 P59uALi  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 4i96UvkZ  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR 9>zDJx  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 V"U~Q=`K  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 ;l#?SYY  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 kpY%&  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 " xxXZGUp  
       3 CTE   0.550000E-05 2?pM5n  
       3 GTB U    'GE              ' Z0z)  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 P ]_Vz  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 YL!oF^XO  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR {!tOI  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ]N_140N~  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 7Fc |  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 )rS^F<C  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 @hBx, `H^  
       5 CTE   0.550000E-05 *ig5Q(b*N  
       5 GTB U    'GE              ' n_ OUWvs  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 @>Biyb  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 s~#?9vW  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR C!I\Gh  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 L7[X|zmy*x  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000  aeQ{_SK  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 gFgcxe6  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 dfXV1B5  
       7 CTE   0.255000E-05 r ufRaar  
       7 GTB U    'SILICON         ' uJ7,rq  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 Z*;*I<-  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 UfO'.8*v  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR EywZIw?mjX  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 I  *1#  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR @$_rEdwi  
     END 6pS Rum  
oF` -cyj"  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST pq@$&G  
s' _$j$1  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题,分配铝型6061的系数: V}p*HB@:  
RN sJ!or  
    CHG 5 ,g$|,Shv  
    ALPHA A6061 Y'\3ux0]4'  
    END N7%=K9  
YL_!#<k@  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: /o~ @VF:  
b 49|4   
    THERM 3Ro7M=]  
    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 K1CMLX]m  
    END HP1X\h!Ke  
0R.Gjz*Q  
,|=iv  
FC|y'j 0  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 )3d:S*ly  
 W\zL  
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。 k B$lkl\C  
?d,acm  
0`zm>fh}  
图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 #nt<j2}m  
1WZKQeOo  
再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 DRS;lJ2  
1mkQ"E4  
GN8`xR{J*  
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: xX[{E x   
n$A(6]z5O  
    THERM :X]lXock0  
    COE 1 STYRENE }6b7a1p  
    TCHANGE 1 oQKcGUZ  
    5 kY0g}o'<  
    ATS 100 2 as\)S?0`.  
    END  k,o=1I  
k N uN4/  
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: JRcuw'8+q  
4l#T_y  
    ACON 1 gw*yIZ@3)  
    PANT bTI&#Hu  
    VY 4 TH 1000 -1000 ?Ix'2v  
    VY 5 TH 1000 -1000 g@N=N  
    END 3w6J V+?  
0VWCm( f-  
    AANT ;Ln7_  
    ACON 1 $rV:&A  
    M 0 1 A DELF r A&#>R`  
    M 8.103249 1 A P YA 1 jn#N7%{Mk  
!F}J+N=}  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 7m@^=w  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 <yb=!  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 EUYa =-  
KX=:)%+  
    ACON 2 *RqO3=  
    M 0 1 A DELF g~WNL^GGS  
}rb ]d'|  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   yQQDGFTb!=  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 FcbA)7dD  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 {?kKpMNNn  
    END Rqd%#v  
8u~\]1 (  
    SNAP kAKqW7,q"  
    SYNO 20 MULTI _|Kv~\G!  
J.+?*hcw  
3:CQMZ|;@  
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。 bC,M&<N  
1V?Sj  
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。 emDvy2uA#  
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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。 Wcay'#K,  
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