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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。 ,>lOmyh  
x`K<z J   
;Ak<O[  
f*KNt_|:  
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: ;Z|X` <6g  
_<pSCR0  
    RLE Qa@b-v'by  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 (A(7?eq  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' !_CBf#0  
     LOG      124 *TQXE:vZ[  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 $5kb3x<W  
     APS               1 y}5V3)P  
     UNITS MM   0dxEV]  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 @\0U`*]^)  
     MARGIN       1.270000 UFBggT\  
     BEVEL       0.254001 FJo  ?~  
       0 AIR 21'I-j  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 94 58.!3  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Bfe#,  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ~t7?5b?*\  
       1 CTE   0.255000E-05 Zp@j*P  
       1 GTB U    'SILICON         ' R:c$f(aKv%  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 3V ~871:-~  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 e;L++D  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR A;ip V :)  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 jp=z ^l  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 xR;>n[6  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ?O3E.!Q|  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 {I'8+~|pZL  
       3 CTE   0.550000E-05 j"6r]nc&  
       3 GTB U    'GE              ' zOJ4I^^  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 &Omo\Oq&W>  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 kN(*.Q|VZ  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR _8x:%$   
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 Xc"l')1H  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 Qj;wk lq  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ~q]@Jp  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 #1fT\aP  
       5 CTE   0.550000E-05 {*utke]}*  
       5 GTB U    'GE              ' ;e,_F/@`  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 >np!f8+d"q  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 }j<:hD QP  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 8~*<s5H  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 OsI>gX>  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 *IBT!@*Q&  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ,:6gp3  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 W^j;"qj  
       7 CTE   0.255000E-05 qw^kA?  
       7 GTB U    'SILICON         ' We%HdTKT  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 zT$-%  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 6ub-NtVu  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR <ZmC8&Uo  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 -u)f@e  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR Zo$ ,{rl  
     END : :;YS9e  
ogD 8qrZ6J  
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 pJ8;7u  
B=dF\.&Z  
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: {qxFRi#\k  
2gP^+.  
    CHG z~Zu >Q1u[  
    ALPHA A6061 o[=h=&@5p  
    END _:dt8+T#  
25EuVj`zL  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: pO]{Y?X:  
{#?$ p i[  
    THERM a'zXLlXgGd  
    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 DX3xWdnr  
    END T}fH  
:+?eF^ 5  
7 2Zp%a=  
W`^euBr7R>  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 `)i'1E[9  
Mw{0A\6  
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。 T2EQQFs  
YoC{ t&rY  
Oe#*-  
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。 >.sdLA Si  
jVW .=FK  
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。 0EWov~Y?  
/NE<?t N  
?HD eiJ kX  
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: o`tOnwt  
7E0L-E=.  
    THERM %P3|#0yg0  
    COE 1 STYRENE UQ X.  
    TCHANGE 1 FJI%+$]  
    5 tr[(,kX  
    ATS 100 2 QmHj=s:x\  
    END .( )rb y  
FCr^D$_w  
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: %#AM }MWIa  
5Q/&,NP  
    ACON 1 G 51l_  
    PANT )Bz2-|\  
    VY 4 TH 1000 -1000 )Z/L  
    VY 5 TH 1000 -1000 [quT&E  
    END !sTOo  
aLo^f= S  
    AANT UrC>n  
    ACON 1 Xl/ SDm_p  
    M 0 1 A DELF vHydqFi9  
    M 8.103249 1 A P YA 1 ,0pCc<  
/ 5\gP//9K  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 E%.w6-  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 e7O9q8b  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 J2_~iC&;s  
;#i$5L!*B  
    ACON 2 tfAO#htq  
    M 0 1 A DELF w4AA4u  
V(6*wQ`&  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   {M_*hR;lL  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 `] fud{  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 W{El^')F  
    END _ArN[]Z  
<<SUIY@X  
    SNAP z+5ZUS2~&  
    SYNO 20 MULTI ,P>xpfdK  
n)<S5P?  
|_h$}~ ;  
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。 @H83Ad  
[^D~T  
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。 7{BTtUMAC  
2 -C*RHRx  
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。 j@o \d%.'!  
@CB&*VoB  
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