[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。 Lq2jXy5#n  
>cpv4Pgm  
/ZM xVh0  
3h$E^"  
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： ~dzD7lG6  
e.^?hwl  
    RLE #^yOW^  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 =[zP
 
     FNAME 'X11.RLE                                           ' WX]O1Y  
     LOG      124 e tL?UF$  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 7w]3D  
     APS               1 |!/+T^u  
     UNITS MM   vvs2:87zvJ  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 $j8CF3d.6  
     MARGIN       1.270000 5<e{)$C  
     BEVEL       0.254001 YQyI{  
       0 AIR [#YzU^^Ib  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 YQtq?&0Ct  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 +XSe;xk;rD  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 +SE\c  
       1 CTE   0.255000E-05 7yXJ\(6R_  
       1 GTB U    'SILICON         ' L8H:,} 2  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 FS=LpvOG)  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 PVIZ Y^64  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ~]].i~EV(  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 s:iBl/N}  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 u+ hRaI;v  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 H:OpS-b  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 nLmF5.&  
       3 CTE   0.550000E-05 W /*?y&  
       3 GTB U    'GE              ' fmJK+  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 rA^=;?7Q  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 `.dwG3R  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR .z=%3p8+  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ;(jL`L F  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000
fJ0V|o  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Rkp +}@Y_  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 }_F:]lI*R  
       5 CTE   0.550000E-05 iz)r.TJ  
       5 GTB U    'GE              ' oO`a{n-  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 =HJ7tele  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 K:kb&W  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR /I1n${{5  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 p~Cz6n  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 xB[W8gQ6fa  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 R'6(eA[K  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 )_n(u3'  
       7 CTE   0.255000E-05 b|@zjh;]A7  
       7 GTB U    'SILICON         ' zg@i7T  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 x!vyjp  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 <L11s%5-  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR B/qN1D]U.  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 9W+DW_M  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR |(2#KMEWa  
     END sDR Av%w  
lkly2|wA  
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 -QR]BD%J*[  
7[uN;B#V  
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： ){z#Y#]dP  
)db:jPkwd  
    CHG Q`6hJgyL  
    ALPHA A6061 u8<[Q]5  
    END 7E#h(bt j  
zUDXkG*Lv  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： LFqY2,#i  
'Z=_zG/RX  
    THERM HmkxE  
    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 NFtA2EMLu[  
    END -q[x"Ha%  
nd,\<}uP9  
(d@(QJ  
\IYv9ScAx  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 tZm`(2S  
zDEgC  
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。 I<,~>'cq.  
I Z*)  
?Q+*[YEJ5  
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。 <P ?gP1_zi  
2xiE#l-V2  
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。 GA` bWl  
;K|K]c  
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： 7HY8 F5Brx  
)E7wBNV  
    THERM MxI*ml8z?  
    COE 1 STYRENE y29G#Y4J  
    TCHANGE 1 lq]8zm<\)]  
    5 __s'/6u  
    ATS 100 2 iR PE0  
    END ;$1x_ Cb  
N!ay#V  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： YU`k^a7%  
fVa z'R  
    ACON 1 :;hX$Qz  
    PANT {oF;ZM'r  
    VY 4 TH 1000 -1000 Y,yU460T8  
    VY 5 TH 1000 -1000 KF@%tR}V{  
    END VAjl?\}6  
6/Yo0D>M$  
    AANT PX0N7L  
    ACON 1 ( xzruI5P  
    M 0 1 A DELF R/fE@d2~In  
    M 8.103249 1 A P YA 1 T][c^K*  
E BoC,{R#  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 wu11)HFL|z  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 \o3s&{+y,  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 (fr=[m$`  
bivo7_  
    ACON 2 } _];yw  
    M 0 1 A DELF '@WBq!p  
1M?x,N
_W  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   v0(}"0  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 UY,u-E"  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 <^Y#q  
    END g`C"t3~%S  
(E
8jkc  
    SNAP |0>rojMq  
    SYNO 20 MULTI _8-1wx  
H8B.c%_|U  
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。 =w8 0y'  
V4CA*FEA  
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。 Mh3L(z]/E  
sAs`O@  
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。 53pfo:1'  
X}h}3+V  
1cMdoQ  
ygm6(+  
PR(KDwsT&l  
}TuMMO4+  
&gC)%*I4