[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。 6, j60`f)  
=U~53Tg  
#@-dT
,t  
<v9IK$J  
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： KW'nW  
D8! Y0  
    RLE VXZ
YRr3F  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 00IW9B-  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' g]h@U&`~u_  
     LOG      124 Ndl{f=sjX-  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 }>AA[ba"'  
     APS               1 *MfH\X379  
     UNITS MM   A-B>VX  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 cg^~P-i@*  
     MARGIN       1.270000 4xT /8>v2|  
     BEVEL       0.254001 <WWZb\"{  
       0 AIR TR*vZzoy  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 }BW&1*M{  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 S=S/]]e  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 3%r/w7Fc  
       1 CTE   0.255000E-05 VWt=9D;  
       1 GTB U    'SILICON         ' 61QA<Wb  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 =?4[:#Rh  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 LtwfL^#  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR SN")u  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 |1H9,:*%  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 8(- 29  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 /+B6oE>8  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 H(Wiy@cJn  
       3 CTE   0.550000E-05 416}# Mk  
       3 GTB U    'GE              ' s+_8U}R  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000
/C'_-U?  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 |Wck-+}U  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 5`&@3 m9/  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 #F3'<(j  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 N!<l~[rc  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 @g`|ob]9  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ODKh/u_  
       5 CTE   0.550000E-05 $<=d[6  
       5 GTB U    'GE              ' A>Qu`%g*  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 .K-d
 
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 3&E@#I^],  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 90F.9rh  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 n(LO`
{  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 rFt+Y})  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 =Gj~:|;$  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 pHoxw|'Y  
       7 CTE   0.255000E-05 |;aZi?Ek[  
       7 GTB U    'SILICON         ' w Ad
a
P9h  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 je#LD  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 =^
Ws/k  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 7)O+s/.P)  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 Q$:,N=%  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR iu{;|E  
     END q~iEw#0-L  
$z)egh(z  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST 3qu?qD  
GU1
c
Me  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： xrY >Or  
Ed;!A(64r  
    CHG 5>e<|@2 X  
    ALPHA A6061 6 3PV R"  
    END J^DyhCs  
n/BoK6g  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： ./DlHS;  
H,EZ% Gl  
    THERM pwSkwJ]  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 dci,[TEGu  
    END K'Wv$[~Dc  
Y>E` 7n  
6v}q @z  
/IX555/dR1  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 *GhV1# <  
&F;bg  
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。 3*7klu  
8In~qf  
[*C~
BM  
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。 kDR5kDiS  
k $ SMQ6  
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。 wwR}h I(  
X$t!g`  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： XMI5j7CL  
!)J$f_88D  
    THERM Gf~^Xv!T  
    COE 1 STYRENE !xg10N}I  
    TCHANGE 1 #IqRu:csp  
    5 Z;R/
!Py.  
    ATS 100 2 _D+J3d(Pjk  
    END x=\W TC  
_x$Eq: i  
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： Mbly-l{|  
Y)GU{  
    ACON 1 a7b1c!  
    PANT t
!FC)iY  
    VY 4 TH 1000 -1000 #'i,'h+F  
    VY 5 TH 1000 -1000 &`]T#">  
    END W^;4t3eQf  
#c/K.?  
    AANT j@UE#I|h  
    ACON 1 j39"iAn  
    M 0 1 A DELF VS~+W
=5}  
    M 8.103249 1 A P YA 1 jQfnc:
'  
='e_9b\K  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ]-+l.gVFW  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ka`}lR  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 lEQj62zIQ  
04Uyr;y  
    ACON 2 N /;Vg^Wx  
    M 0 1 A DELF XVKRT7U  
VhnIr#L+  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0    Lo)T  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 :yw(Co]f  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 (enOj0  
    END &g8Xjx&zj  
#>z!ns  
    SNAP TOvsW<cM
 
    SYNO 20 MULTI !,J]5$M  
8|!"CQJ|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。 %?/vC6  
mZnsr@KF  
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。 u@Z6)r'  
\z@:OR,  
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。 P+e{,~o  
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