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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。 ="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 9 LEUj  
       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$[T  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 'UCF2 L  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR =dC5q{  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 6v -2(Y  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR vn5]+-I  
     END LTY(6we-  
T8QRO%t  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序,首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST NE$=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 Y1F P |  
    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  
{wf e!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。 hI 1 }^;  
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 5eW GX  
    5 c`&<"Us  
    ATS 100 2 * <_8]C0>  
    END * 7 o(  
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 V4 PD]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?)#  
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