[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十五：无热化红外望远镜 [复制链接]

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。 B|Fl,55  
43J\8WBn@  
zmB31' _  
&& DD  
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： o9
m
  
{*?sVAvj  
    RLE 2<[eD`u  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 (Pk"NEP  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' *?^Z)C>  
     LOG      124 ${eY9-r_%  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 %ezb^O_6v  
     APS               1 4-7kS85  
     UNITS MM   +9CEC1-l  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 <$i"zb
 
     MARGIN       1.270000 >Lw}KO`  
     BEVEL       0.254001 @,x_i8  
       0 AIR }A4nJ>`tq  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 )YzHk ;(  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ~|CJsD/  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 kgbobolA  
       1 CTE   0.255000E-05 ?~"`^|d  
       1 GTB U    'SILICON         ' eeW' [  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 <`R|a *  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 2PVx++*]C  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR |'V DI]p&  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ]Q6+e(:~ZH  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 3[0w+{(Q  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 M11"<3]D  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 <91t`&aWW  
       3 CTE   0.550000E-05 H+4=|mkQ  
       3 GTB U    'GE              ' *:=];1O  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 U/T4i#  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 N#(jK1`y  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR DE*MdfP0  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ],;D2]<s  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 Dh2:2Rz=#7  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 gw_|C|!P  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 g3|B
E2?  
       5 CTE   0.550000E-05 az0cS*@  
       5 GTB U    'GE              ' 1<xcMn0et  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 j~M#Ss-H8  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 Gs[Vu@*  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR :{[<g](  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 Dn~Z SrJ  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 >f&xJq  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 \'n$&PFe  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 oi7 3YOB  
       7 CTE   0.255000E-05 eYJ{LPo  
       7 GTB U    'SILICON         ' '5'3_
vM  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 MV%Xhfk  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 mfXD1]<.  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR !8.En8Z<D-  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 }qer  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR yh S#&)O  
     END 7t'(`A6t/  
}o-|8P:Y  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST 2 9q?$V(  
Mv|vRx^b  
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： @ru<4`h  
aK]7vp+  
    CHG K!GUv{fp  
    ALPHA A6061 wD`[5~C{  
    END 2=>*O  
@4;&hP2Z:  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： +H7y/#e+3  
E]NY (1  
    THERM {5>3;.  
    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 Ba<ngG !  
    END p~h4\.*`  
sp|q((z{  
&]w#z=5SXi  
Bb~5& @M|N  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 M~-h-tG  
SaCx)8ul0  
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。 wTTRoeJ}  
QV0M/k<'  
't7Z] G  
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。 v{o? #Sk1  
,s0 9B  
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。 ^\MhT)x  
h6g:(3t6m  
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： a2o.a2  
?9p$XG  
    THERM OZ^h\m4  
    COE 1 STYRENE _ \l HI  
    TCHANGE 1 Q\|18wkW  
    5 S
Z/(\kQ6  
    ATS 100 2 mH)OB?+lq  
    END [<yz)<<  
mf}\s]_c  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： 6+iK!&+=  
;Z*'
D}  
    ACON 1 ?;^5ghY$  
    PANT |CwG3&8  
    VY 4 TH 1000 -1000 UeA2c_ 5  
    VY 5 TH 1000 -1000 .3
@Ng  
    END  //<:k8  
;}D-:J-z_  
    AANT PK+ x6]x
 
    ACON 1 S;8.y
j-  
    M 0 1 A DELF VG)="g[%)  
    M 8.103249 1 A P YA 1 3T1P$E" m  
!Av1Leb9$  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 8b7;\C~$p  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 8"i/wMP]  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Pu..NPl+  
G?<pBMy  
    ACON 2 @0|nq9l1  
    M 0 1 A DELF <1 S+'  
j7}lF?cJ2  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   T`?n,'!(  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 .fEwk  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 #EG?9T  
    END tq&Yek>C  
'0RRFO  
    SNAP yp p4L|R  
    SYNO 20 MULTI c;wA  
|'<vrn  
图像质量有下降，但仍在合理范围内，即使温度发生变化，焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 D#jX6  
#W|!fILL  
我们已经为TH变量输入了确定的限制，因为程序不会让正TH变为负数。为了保持放大率不变，我们为主光线的YA添加了一个目标。您可以参考用户手册，以获得有关此功能的完整。 *Tp]h 0  
@8zT'/$  
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。 #h N.=~  
]G*$W+G]  
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