[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。 V(6GM+  
8Ssk>M*  
e}bY9  
GJP\vsaQ  
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： YdiXj |k+  
[&H?--I  
    RLE QoTjKck.
 
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 \r^*4P,,  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' IP-}J$$1  
     LOG      124 >^(Q4eU7!  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 O}cg1Q8p  
     APS               1 g4CdzN~  
     UNITS MM   Yt#e[CYnu  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 n=tg{_9f%  
     MARGIN       1.270000 +:m'a5D
m  
     BEVEL       0.254001 W y%'<f  
       0 AIR N%" /mcO  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 & GM&,  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 &bw ``e&c  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ~ @Au<  
       1 CTE   0.255000E-05 \[F4ooe  
       1 GTB U    'SILICON         ' .X(*mmH  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 =sa bJsgL  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 50
J"cGs~  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR Lf}@v  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 m(c5g[6nO  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 3t^r;b  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 wD'LX  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ({l!'>?  
       3 CTE   0.550000E-05 p@x1B &Z  
       3 GTB U    'GE              ' f7Fr%*cO
 
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 (y;8izp9!  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 {S;/+X,  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ~IP3~m D  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 EPMdR6
6  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 d}e/f)(  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 _m8JU  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 _O*"_^6  
       5 CTE   0.550000E-05 |=CV.Su  
       5 GTB U    'GE              ' )/1,Ogb%_  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 A!
j4;=}  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 |Lz:i+;  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR #H1ng<QV  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 Mb#-I GZ  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 V3]"ROH  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 oztfr<cUH  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 kb>/R/,9  
       7 CTE   0.255000E-05 DTw3$:  
       7 GTB U    'SILICON         ' qp@:Zqz8  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 !ENb \'>J>  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 .5PcprE/  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR B{0m0-l  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 8`/nk`;  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR nS}XY  
     END "77 j(Vs9  
aH1mW;,1u  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST 2Hp#~cE+.  
L*VO2YI  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： 1Lf:TQB  
(|PxR#{l<  
    CHG @pKQ}?  
    ALPHA A6061 !a[1rQH  
    END _=.f+1W  
8R6!SB  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： D%0GXUp  
Y M_\ ZK:  
    THERM p6yC1\U!o  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 W]UGo,  
    END JKkR963 O  
LI&+5`  
1o;+.]B  
P"<HxT?  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 Ba\l`$%X  
tCk;tu!d  
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。 T{iv4`'  
tfr*/+F  
Z5
uetS^  
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。 C#<:x!  
r
mW,#  
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。 \wxS~T<&L  
N%A[}Y0;MW  
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： Fvy__qcHi  
D! 1oYr  
    THERM O6^>L0'  
    COE 1 STYRENE T #&9|  
    TCHANGE 1 t&SC>8M<  
    5 pr8eRV!x  
    ATS 100 2 ?Mg&e/^  
    END >5&'_  
Wb] ha1$  
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： `4RraJj>0~  
h7NS9CgO  
    ACON 1 -;TqdL@  
    PANT gL(ny/Ob9  
    VY 4 TH 1000 -1000 BpL,<r,  
    VY 5 TH 1000 -1000 l
CDu,r;\  
    END G SXe=?  
z O  
    AANT -v4kW0G  
    ACON 1 FY [WdZDZ  
    M 0 1 A DELF &+\J "V8  
    M 8.103249 1 A P YA 1 Ji_3*(  
JpEE'#r|  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 Vf#X[$pc/  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 {$,e@nn  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Wc4F'}s  
1M
H[-=[Q  
    ACON 2 ,YYyFMC7S  
    M 0 1 A DELF m]8rljo  
'ao<gTUbu  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   <FIc!  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 wR\Y+Z
 
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 |*W`}i  
    END $R3]y9`?  
NDW6UF
d>1  
    SNAP CpuL[|51  
    SYNO 20 MULTI Q# w`ZQX3  
Y]aVa2!Wb  
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。 5w)tsGX\  
6eqxwj{S[  
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。 Y<0;;tVf4U  
-y70-K3  
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。 +85i;gO5  
:c@v_J6C&  
>NWrT^rk
 
=*7K_M&  
}{Ab:+aNd  
_FXvJ}~m  
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