[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。 p2tBF98  
.lRO;D  
a*=\-;HaZ  
!sfUrUu  
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： Z\TH=UA  
kvryDM
  
    RLE :0#!=  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 H.Pts>3r(  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' hX~IZ((Hi8  
     LOG      124 t3G%}d?  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 m<r.sq&;  
     APS               1 'J+Vw9s7  
     UNITS MM   d0IHl!X  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 ;J2=6np  
     MARGIN       1.270000 yS lN|8d  
     BEVEL       0.254001 nqy\xK#.^  
       0 AIR c5^i5de  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 7?/ Fr(\  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 )%WS(S>8  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ~h0SD(  
       1 CTE   0.255000E-05 Pxy(YMv  
       1 GTB U    'SILICON         '
R6CxNPRJ  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 q'{E $V)E  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 0=7C-A1(D  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR N2=gSEY  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 [WC-EDO2lb  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 Ow mI*`  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 hDzKB))<w  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 O*!+D-  
       3 CTE   0.550000E-05 8[ :FU  
       3 GTB U    'GE              ' ,,b_x@y*  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 )7[>/2aGd  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 o^7}H{AE  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR Y#NlbKkzu  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 (9@6M8A
 
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ]D%D:>9|/  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 OZ$u&>916  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ]%F3 xzOk  
       5 CTE   0.550000E-05 44($a9oa2  
       5 GTB U    'GE              ' (m~MyT#S  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 ATH0n>)  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 4s.wQ2m  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR Yq3(,  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 h`?0=:Tru  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 >"N\ZC^  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 qEX59v  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 (\,mA-%E  
       7 CTE   0.255000E-05 4?1Ac7bE  
       7 GTB U    'SILICON         ' J1P82=$,  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 nEyPNm)  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 .lTU[(qwu  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR enK4`+.7  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 axonqSf  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR auaFP-$`f  
     END sm4@ywd>  
W)$;T%u  
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 ^FF{71;
 
.V 9E@_(  
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： x(}@se  
U7bG(?k)  
    CHG 9{?<.%  
    ALPHA A6061 SQWA{f  
    END oI/@w  
h9&<-k  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： V]`V3cy1+3  
J+w"{ O  
    THERM l?Bv9k.^?  
    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 hDjsGB|Fz  
    END l{_>?]S5  
|#f P8OK  
%U-K
QI0  
]l}8  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 f+1)Ju~  
,dK%[  
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。 daY^{u3  
%ktU 51o  
nu4GK}xI  
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。 @_h/%>0  
rQ@,Y"  
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。 ]%"Z[R   
64hr|v  
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： *.n9D  
(:vY:-\ bO  
    THERM Z
sNUT4  
    COE 1 STYRENE N;;!ObVHnP  
    TCHANGE 1 ib;:*  
    5 }NiJDs  
    ATS 100 2 kG@1jMPtQ  
    END FwmE1,  
X 4;+`  
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： +.b~2K1  
Zb<DgJ=3  
    ACON 1 //_v"dqP{)  
    PANT r6*0H/*  
    VY 4 TH 1000 -1000 JG0TbM1(Bt  
    VY 5 TH 1000 -1000 s <Ag8U8  
    END Q0Dw2>~_K  
(B7M*e  
    AANT b"/P  
    ACON 1 cuW$%$F  
    M 0 1 A DELF . m@Sk`s  
    M 8.103249 1 A P YA 1 G'#a&6  
ft?J|AG  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 <G}>Gk8x  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 s)8g
4Yc*  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 =uMoX -  
!C&}e8M|eX  
    ACON 2 YDz:;Sp\  
    M 0 1 A DELF *=UEx0_!q  
%dhnp9'  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   }Q/xBC)  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 @0-<|,^]  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 gM^ Hs7o,  
    END }
gGcYRT  
&,3.V+Sz  
    SNAP =Pd3SC})6V  
    SYNO 20 MULTI '\[GquK;P  
j2k,)MHu!x  
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。 PZ AyHXY  
j1_CA5V
  
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。 sJw#^l  
'>@evrG  
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。 E}b" qOV  
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