[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。 lxbZM9A2  
5we1q7  
|jlR],  
ry:tL0;;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： B; ~T|exu  
Mw<1  
    RLE GCrMrZ6  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 !HFwQGP.Y  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' (5SI!1N  
     LOG      124
(1ebE  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 }wn GOr  
     APS               1  ,%u\2M  
     UNITS MM   qzq>C"z\Y$  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 lPjgBp{/  
     MARGIN       1.270000 9.<$&mVk7`  
     BEVEL       0.254001 A\:M}D-(  
       0 AIR H&I0\upd  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 |@ia(U~  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 7l?-2I'c  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 W /IyF){  
       1 CTE   0.255000E-05 {Tx+m;5F  
       1 GTB U    'SILICON         ' {oO!v}]  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 $OmtN
"  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ],#9L   
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR p0b&CrALx  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 FG?B:Zl%T  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 UJO+7h'  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ?=6zgb"9-  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 *<J**FhcMu  
       3 CTE   0.550000E-05 nfd^'}$]  
       3 GTB U    'GE              ' kIQMIL0+  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 B<i1UJ5  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 NVP~`sxiZ  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR Fm:Ri$iT  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 S#
jE1EN  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 `CW=*uBH  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 VPK)HzPG,  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 \SyfEcSf2v  
       5 CTE   0.550000E-05 %h^; "|Z  
       5 GTB U    'GE              ' u)%J5TR.Y  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 Dzb@H$BQ7  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 w}+j
fO9  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR .DHPKz`W0  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 *c.*e4uzF  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 ;R}:2  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 fy7]
I?vm@  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ~u.CY  
       7 CTE   0.255000E-05 k: D<Q  
       7 GTB U    'SILICON         ' NU81 V0:jG  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 tM
C<\e  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 }{HlY?S  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 0D=6-P?^W  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 UkeX">  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR T2GJoJ!  
     END A=>%KQc?  
pf[bOjtR  
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 fE,\1LK4  
Lk4gjs,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： ^C_ ;uz  
-:Y
x1Y3 [  
    CHG 1#6c sZW5  
    ALPHA A6061 <$R'y6U:  
    END |}=xA%)  
n}0[EE!  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： #Mrof9  
Sw%^&*J  
    THERM B/AS|i] sM  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 ??)IPRv?yF  
    END VM88#^  
[s"xOP9R  
lh{
U@,/  
yO.q{|kX  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 *7FtEk/l  
ch!/k  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 PF~w$ eeQ  
Sjv_% C$  
L3pNna  
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。 IZn|1X?}\s  
LB$#]
Z  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 n Hz Xp:"  
bW-9YXj%  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： M8(N9)N  
Z^wogIAV  
    THERM 9bwG3jn4?  
    COE 1 STYRENE E
9<oA.  
    TCHANGE 1 ;2*hN(  
    5 g:8k,1y5  
    ATS 100 2 C;>!SRCp  
    END b*Sw")#  
crTRfqF  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： Ku$:.  
+`=rzL"0I7  
    ACON 1 N.(wR  
    PANT Z}$wvd  
    VY 4 TH 1000 -1000 yI$KBx/]n  
    VY 5 TH 1000 -1000 @^R6}qJ  
    END /#TtAkH  
_D.4=2@|l8  
    AANT E7mB=bt>=  
    ACON 1 J@$KF GUs  
    M 0 1 A DELF As"% u  
    M 8.103249 1 A P YA 1 &Zy%Zz  
]?c9;U  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 Z
W>iq M^9  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 o&-D[|E|  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ?vh1 >1D  
;2N: =Rv  
    ACON 2 \l-JU  
    M 0 1 A DELF l\tg.O~  
Ndmki 7A  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   rUn1*KWbE  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 erlg\-H
 
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 o3C GG  
    END  \uG^w(*)  
wNvq['P  
    SNAP *{x8@|K8  
    SYNO 20 MULTI zt!)7HBo  
sU7fVke1   
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。 :6TLT-B  
4LXC;gZ  
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。 `}.jH1Fx/m  
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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。 <H,E1kGw9  
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