[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。 `Vw9j,G  
lT@5=ou[  
k!xi (l<C  
"]LNw=S  
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： (u]ft]z,-B  
.Y&_k  
    RLE .Ap[C? mV  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 C@buewk  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' l'W?X '  
     LOG      124 x~$P.X7(~  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 $sU?VA'h  
     APS               1 ]RPv@z:V  
     UNITS MM   6vX+-f  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 'M_8U0k  
     MARGIN       1.270000 5BS-q"  
     BEVEL       0.254001 P;VR[d4e/  
       0 AIR j*I0]!-  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 C]WVH\Pp  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 MQQiQ 2  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 YM 7P!8Gc  
       1 CTE   0.255000E-05 Aw4Qm2Kf  
       1 GTB U    'SILICON         ' z Rz#0  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 dDi 1{s  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 :B$=Pp1  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR j6/ 3p|E  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 (+Gd)iO  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 `vDg~o  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Yl&eeM  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 UldKlQ8  
       3 CTE   0.550000E-05 kC01s  
       3 GTB U    'GE              ' 5`^"<wNI  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 l2gI2Cioa  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 pA4/'7nCl  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR G2;Uv/vR  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 bLCrh(<  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ^dZ,Itho  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 (-B0fqh=G  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 To}L%
)  
       5 CTE   0.550000E-05 A7VF >{L./  
       5 GTB U    'GE              ' IhM-a Y y5  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 qlPjz*<h"H  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 np=m~k  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR cn<9!2a  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 /%=#*/E7  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 36J)O-Ti  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 %- %/3  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 +ywWQ|V  
       7 CTE   0.255000E-05 r\@"({q}_-  
       7 GTB U    'SILICON         ' 2J9eeN  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 49/1#^T"Q>  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 zLOmtZ(['  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR LMsbTF@E  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 XiKv2vwA  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR "N4c>2Q  
     END 8uyVx9C0  
"9LPq  
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 " 8;D^
 
MMhd-B1O&  
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： BAX])~_  
i;6\tK"!  
    CHG q/Q^\HTk  
    ALPHA A6061 <u4GIi <sm  
    END "D3JdyO_S  
_qE2r^o"B  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： G`
6U t  
(>WV
)  
    THERM vk{4:^6.TV  
    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 }!n<L:njX  
    END eZ}FKg%2[  
%6Hn1'7+v  
Bfi9%:eG  
FuEHO6nx  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 e=8ccj  
-7=pb#y  
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。 f8[2
$i*cL  
07/5RFmJ  
b<=K@I.=  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 U> q&+:+  
3vrQY9H>  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 Ta9;;B?$  
FAPgXmFzx  
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： ffE%{B?  
nr s!e  
    THERM HL88  
    COE 1 STYRENE v]!|\]  
    TCHANGE 1 
Z>CFH9  
    5 I,  
    ATS 100 2 egr@:5QwZ{  
    END uVp R^  
ORfA]I-u  
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： r9*{)"  
{qOSs,+=L  
    ACON 1 z,2m7C  
    PANT 9F,jvCM63  
    VY 4 TH 1000 -1000 }
$$b6G  
    VY 5 TH 1000 -1000 d^lA52X6P  
    END [oKB1GkA  
=#y&xWxL  
    AANT aQRZyE}  
    ACON 1 PN\2 ^@>_  
    M 0 1 A DELF sjaG%f&h  
    M 8.103249 1 A P YA 1 aP"i_!\.aa  
]0`[L<_r  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 \OY2|  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 @]2cL  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ipU"|{NK  
{p2%4  
    ACON 2 9k$uo_i'  
    M 0 1 A DELF +A:}5{  
i uN8gHx  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   2V~Yb1P  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ):.]4n{L  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 yTZbJx?m  
    END [q(7Jv  
;{Ovqo|  
    SNAP 9$)4C|  
    SYNO 20 MULTI PDGh\Y[AK,  
'etCIl3  
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。 C w$y  
~L}0)FZ\9  
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。 e@I
?ESZ5  
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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。 $cK9E:v  
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