[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。 j,/
OzVm9  
=\J^_g4-l  
vpvPRwJ  
<4^ _dJ9=  
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： @za?<G>!'e  
']u w,b  
    RLE `XP]y=  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 $ n`<,;^l  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' V7N8m<Tf  
     LOG      124 Z?oFee!4
 
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 4fr/ C5M  
     APS               1 }=^YLu=  
     UNITS MM   *^=`HE89S  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 64#~p)  
     MARGIN       1.270000 BEg%u)"([  
     BEVEL       0.254001 5Jp@n .  
       0 AIR G<4H~1?P  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 JiDX|Q<c  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 `R!0uRu  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ZajQ B  
       1 CTE   0.255000E-05 {}D8Y_=9\  
       1 GTB U    'SILICON         ' Fb*^GH)J  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 i:&Y{iPQp  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 8n?P'iM  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR "@ Zy+zLU  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 d5T0#ue/e  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 _;
yp^^S  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 l|%7)2TyG)  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 .P# c/SQp  
       3 CTE   0.550000E-05 JZD27[b
 
       3 GTB U    'GE              ' rxI?|}4  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 |5V#&e\ES  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 :V HJD  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR b}9K"GT  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 rMTtPuc2  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 M98dQ%4I  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 y{? 6U>_  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 *=MC+4E  
       5 CTE   0.550000E-05 hnvn&{|  
       5 GTB U    'GE              ' %HL@O]ftS  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 Pgr>qcbql  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 b^
y#.V.|k  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR BpDf4
)|  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 {3$ge  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 |}QDC/  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 I:]s/r7  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 b&*^\hY9b  
       7 CTE   0.255000E-05 X z2IAiAs'  
       7 GTB U    'SILICON         ' 9gn_\!Mp  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 {tu* =
"d=  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 "%A/bv\u  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR ~Msee+ZZ :  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 hs2f
3;)  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR |B)e!#  
     END 2(5wFc  
'#4ya=Ww  
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 kR-N9|>i  
w/d9S(  
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： Nq9Qsia&  
Fu )V2[TY  
    CHG T_[W=9  
    ALPHA A6061 {Ylj]  
    END nvu|V3B0  
Q'*-gg&)  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： 4D$$KSa  
UmiW_JB  
    THERM OrPIvP<w@  
    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 zST#X}  
    END fT[6Cw5w`  
,BW^j.7  
viD+~j18  
MZ=U} &F  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 EK@yzJ%  
lr+Kwve  
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。 -*e$>w[.N  
,":"Op61  
/B|#GJ\\3  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 miZ
{V%  
-66|Y  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 fS1N(RZ1  
&5(|a"5+G  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： gBYL.^H^l  
wy&VClT  
    THERM K?-K<3]9f  
    COE 1 STYRENE 1^!=J<`K;  
    TCHANGE 1 *vJ1~SRV  
    5 ^T(l3r  
    ATS 100 2 {'"A hiR/  
    END lH:TE=|4  
nP 2rN_:4  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： &r~~1BnpHm  
)\`TZLR  
    ACON 1 n_$l
RX5  
    PANT eJ'2CM6  
    VY 4 TH 1000 -1000 BxG0vJN|  
    VY 5 TH 1000 -1000 ;NLL?6~  
    END [ueT]%  
o[+1O  
    AANT U QXT&w  
    ACON 1 %L/Wc,My  
    M 0 1 A DELF pSE"]N  
    M 8.103249 1 A P YA 1 .A\9|sRZ5  
%3fHitCikc  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 MyCX6+Ci)  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5
0eq>  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 C~'}RM  
mEz&:A  
    ACON 2 E|6X.Ny]   
    M 0 1 A DELF Va(R*38k  
Ln[R}qD  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   cFGP3Q4{  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 hP3I_I[qF}  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 m[ay  
    END 0Rtqq
NFD  
vB/MnEKR  
    SNAP J^n(WnM*F  
    SYNO 20 MULTI ecA0z c~  
a3R#Bg(  
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。 }(op;7  
`U2Z(9le  
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。 |5e/.T$  
W zy8  
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。 S@N&W&W#~  
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"F"G(ba^  
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RUX!(Xw  
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