[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。 _#E@&z".L  
+\
B.3%\-  
.uo:fxbd2  
<qxqlEQT  
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： kgFx  
v kW2&  
    RLE N!af1zj  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 l
\=He  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' &,=t2_n  
     LOG      124 o2riy'~  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 G8hDR^ra  
     APS               1 \v.YP19  
     UNITS MM   YksJ$yH^  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 0yKPYA*j  
     MARGIN       1.270000 FPuF1@K  
     BEVEL       0.254001 URxy*)  
       0 AIR 4,6nk.$yN  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 p~t5PU*(  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ].*I Z  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 BIEeHN4  
       1 CTE   0.255000E-05 @1peJJ{  
       1 GTB U    'SILICON         ' naW!Mga  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ]0@ J)Z09  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 /{\mV(F(  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR vqBT^Q_q;  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ^Ea^t.c}_  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 q+Qrc]>-f  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 \kksZ4,  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 cvv(OkC  
       3 CTE   0.550000E-05 m"8Gh`Fo  
       3 GTB U    'GE              ' E\=23[
0  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 9|LV x3]  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 !PY.FnZ  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR RVe UQ%  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 8G p%Q  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ;1woTAuD  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 -D30(g{O  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 &H@OLyC  
       5 CTE   0.550000E-05 9^1.nE(R&  
       5 GTB U    'GE              ' oSqkAAGz\  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 r081.<  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 i_
qR&X  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 095ZZ20  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 6):^m{RH^  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 1Igo9rv  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ){{]3r  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 \A9hYTC)  
       7 CTE   0.255000E-05 OBmmOswg~  
       7 GTB U    'SILICON         ' ZU-vZD>  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 f^[:w1X$sM  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 `}9jvR5  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 4XL]~3 c  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 4^rO K  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR d|(@#*{T]  
     END Qk.:b  
1k! xG$g0  
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 4{oS(Vl!  
8'X:}O/  
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： A~UDtXN*4  
h,C?%H+/0Q  
    CHG <[mvfw  
    ALPHA A6061 9&uWj'%ia  
    END n9Xssl0  
v"dj%75O?e  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： 92HxZ*t7km  
_~b$6Nf!83  
    THERM 27!9LU  
    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 `CXAE0Fx  
    END tag~SG`ov  
w\z6-qa  
]B"YW_.x2  

4-:TQp(  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 4uG:*0{Yx  
J3B
]JttU  
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。 Q
]
}aZ4L  
zT5@wm  
* -Kf  
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。 Kqt,sJ  
^"!j m  
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。 TZ,kmk#
 
>b.wk3g@>  
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： ITu6m<V  
>=_Z\ wA  
    THERM )Ekp <2B:0  
    COE 1 STYRENE nUL8*#p-  
    TCHANGE 1 Ux Yb[Nbc  
    5 'v"{frh  
    ATS 100 2 {)QSxO  
    END i$A0_ZJKjZ  
hKtc  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： ^&W(|R-,J&  
P'4j
z&4  
    ACON 1 k-b0Eogp]  
    PANT |hprk-R*OH  
    VY 4 TH 1000 -1000 9)a:8/
Y  
    VY 5 TH 1000 -1000 -nQ:RHnd  
    END iS{8cN3R  
j'V# =vH  
    AANT 9(>l trA  
    ACON 1 *$ihNX]YG  
    M 0 1 A DELF <XV\8Y+n  
    M 8.103249 1 A P YA 1 XD8MF)$9  
vbeYe2;(  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 uV:;q>XM'%  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 Ifm|_  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 SV4a_m?  
7
2gQ<Si  
    ACON 2 B!=JRfT  
    M 0 1 A DELF
4$+9Wv  
,h
'
q}5  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   etEm#3  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ~ l'dpg  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 sz'IGy%  
    END j#TtY|Po  
Sn\S`D  
    SNAP {o?+T);Z  
    SYNO 20 MULTI ]8|cVGMa  
p=Nord  
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。 qFo'"z`84  
LeA=*+zP[  
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。 QPf#y7_@u  
^ $M@yWX6  
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。 f3>8ZB4  
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