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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。 _=Z?5{7S >  
W6gI#  
x" lcE@(  
8+i=u" <  
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: )E|{.K  
U7#C.Z  
    RLE 3_bqDhVI5  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 wKU9I[]  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' /|0xOiib  
     LOG      124 t)|~8xpP  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 "7q!u,u  
     APS               1 }1 ,\ *)5  
     UNITS MM   S86,m =  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 ZJe^MnE (G  
     MARGIN       1.270000 v]Fw~Y7l!  
     BEVEL       0.254001 'B:8tv  
       0 AIR D%}rQ,*  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 :6MV@{;PJ  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 qxB|*P `  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 KFg q3snH  
       1 CTE   0.255000E-05 c=,HLHpFO(  
       1 GTB U    'SILICON         ' f$76p!pDa  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 |\2>n!  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 b)eoFc)lc  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR LLc^SP j  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 A+|bJ>q  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 nll=Vd[  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 e"y-A&|  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 kXV;J$1  
       3 CTE   0.550000E-05 ~R&rQJJeJ  
       3 GTB U    'GE              ' 7Kf  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 L{&>,ww  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 Lk)I;;  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 4a0Ud !Qcs  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 +e^ CL#Gs  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 !2Gua1z!CJ  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 $l2`@ia"  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 <6Y|vEo!N  
       5 CTE   0.550000E-05 X%mga~fB  
       5 GTB U    'GE              ' ;A4qE W  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 mqHcD8X  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 {#st>%i  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR ClY`2  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 @F] w]d  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 XV/7K "  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 uh2 F r  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 :zX^H9'E<(  
       7 CTE   0.255000E-05 idB1%?<  
       7 GTB U    'SILICON         ' ;*'I&  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 2Z(t/Zp>  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 ~/X8Hy!-  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR +oh|r'~  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 =igTY1|af  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR B{b?j*fHJ  
     END {+zG.1o^  
:pM)I5MN[  
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 #K0/ >W  
118lb]  
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: +m]-)  
o{>4PZ}=g  
    CHG #1%ahPhR+  
    ALPHA A6061 }W@refS  
    END (a0(ZOKH  
:2H]DDg(  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro: ~;jgl_5?b  
8o[gzW:Q)U  
    THERM V@]SKbK}wN  
    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 $@@ii+W}\  
    END CuK>1_Dq  
KTt+}-vP^  
%X's/;(Lx`  
etT9}RbQ  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 Q>\ Ho'  
T9}~]zW7P  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先,单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet(单击按钮),然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上,所需的变化量应该非常小,因此将速度滑块滑到底部附近,然后将“间距”滑块向右滑动,如图所示。 '%4fQ%ID}  
|||m5(`S  
L){V(*K '  
图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法,使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分,外套管从表面4向右延伸,经过下一个镜片,然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成,内部由塑料制成,则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 SHs [te[  
OwEV$Q  
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。 iZ>P>x\  
n-2!<`UFX  
vmEn$`&2t  
现在我们必须告诉程序,从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件: K\KQ(N8F  
p7 !y#  
    THERM h<)ceD<,  
    COE 1 STYRENE oexTz[  
    TCHANGE 1 u:']jw=f  
    5 oQrfrA&=M  
    ATS 100 2 P5h*RV>oS  
    END 2+I5VPf  
L-)ZjXzk  
我们运行这个程序,ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度,以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务,我们使用优化程序。这是我们的MACro: y9?*H?f,  
_f8H%Kgk;  
    ACON 1 utRO?]%d !  
    PANT Zyr| J!VF  
    VY 4 TH 1000 -1000 )b (+=  
    VY 5 TH 1000 -1000 lwfM>%%N  
    END 8\9W:D@"x  
7FkiT  
    AANT @67GVPcxl  
    ACON 1 bDIhI}P  
    M 0 1 A DELF \ a7m!v  
    M 8.103249 1 A P YA 1 E.;Hm;  
/s%-c!o^  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 G /$+e  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 @{{L1[~:0  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ern\QAhXX  
f+ZOE?"  
    ACON 2 fd #QCs  
    M 0 1 A DELF ;F*^c )  
Gh.?6kuh  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   %QrOEs  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 $L( ,lB  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ~8 UMwpl-  
    END Nt_sV7zzb  
KPDJ$,:  
    SNAP @aN~97 H\  
    SYNO 20 MULTI 7[0Mr,^  
olr#3te  
ctHQZ#.[(  
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。 $<XQv$YS  
Y@k=m )zE  
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。 8@+<W%+th  
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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。 suIYfjh  
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