[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。 Re,;$_6o  
y|5L%,i  
: {p'U2  
MuoE~K2  
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： ZZY#.  
vYed_'_  
    RLE bhqSqU}6~  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 .[Sis<A]%  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' {zwH3)|Hn  
     LOG      124 "v8p<JfB`  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ^65I,Z"  
     APS               1 vI{aF- #  
     UNITS MM   )}ev;37<C  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000  `q?3u
x  
     MARGIN       1.270000 t6
DSZ^Zq  
     BEVEL       0.254001 qoO`)<  
       0 AIR &k:xr,N=  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 DB/~Z  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 $w0TEO!  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 e4S@ J/D  
       1 CTE   0.255000E-05 :@(('X(".  
       1 GTB U    'SILICON         ' @/z\p7e  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 J9Ao*IW~  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 V8^la'_j  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ABWn49c.  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335
EoA
r}fI  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 +\eJxyO  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 v e&d"8+]  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 n{tc{LII/  
       3 CTE   0.550000E-05 PCviQ!X  
       3 GTB U    'GE              ' lsz3'!%Y)  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 UA>=# $  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 -?Cr&!*B  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR m2PUU/8B/  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 >y3FU1w5d  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ${f<}  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 m'rDoly"62  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 =zkN63S  
       5 CTE   0.550000E-05 F@BpAl  
       5 GTB U    'GE              ' +:S`]  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 d?zSwLsl  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 \V? .^/  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR xl&@g)Jj  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 ,aP6ct  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 B7%K}|Qg  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 h^Wb<O`S  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Sdu\4;(  
       7 CTE   0.255000E-05 8y LcTA$T  
       7 GTB U    'SILICON         ' d_9 Cm@  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 gv*b`cl  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 [LYO'-g^F#  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR TM)INo^  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 b>ai"
!  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR +A}t_u3<  
     END +_5*4>MC  
lw@Yn>eza  
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 q0.!T0i  
~y<0Cc3Vs  
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： oD2:19M@p  
/Hr|u  
    CHG  r h*F  
    ALPHA A6061 wvv+~K9jq  
    END wC1pfXa  
}z`x-(V  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： 67j kU!  
@{/)k%U  
    THERM z?byNd8  
    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
JRl=j2z  
    END ]s\r3I]  
$$9H1)Ny  
OSBR2Z;=  
20c5U%  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 |AYii-g  
+Mo4g2W  
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。 <.h7xZ  
#C
9f?fnM  
>Pw5!i\  
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。 7-744wV}Z  
C[7!pd  
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。 vk7IqlEQ  
T?8BAxC?K  
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： 5rsz2;#p  
be+-p  
    THERM T`#nn|  
    COE 1 STYRENE SU0SsgFB  
    TCHANGE 1 01.q9AGy  
    5 6z\!lOVjb  
    ATS 100 2 9D3W_eIc  
    END P(aBJ*((~  
|"*P`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： &y? |$p\;/  
- Jaee,P  
    ACON 1 od `;XVG  
    PANT fG\"p  
    VY 4 TH 1000 -1000
xlv(PVdn  
    VY 5 TH 1000 -1000 hz/mNDE]  
    END S{^x]h|?  
,^9+G"H:I  
    AANT *7AB0y0k  
    ACON 1 aO{@.  
    M 0 1 A DELF P^te
 
    M 8.103249 1 A P YA 1 8a6.77c  
SdnnXEB7  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ;hQ[-  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 u`v&URM  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 WJ8i=MO67  
klKUX/g  
    ACON 2 Z_GGH2u  
    M 0 1 A DELF o*K7(yUL4  
,!Wo6{'  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   ?o(284sV3  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 'Xik2PaO  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 [{Wo:c9Qq1  
    END T
a[2uv>  
onuG  
    SNAP 3EYEd39E  
    SYNO 20 MULTI EjfQF C  
kn:hxdZ  
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。 (BY 0b%^  
HzM\<YD  
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。 eg;r38  
4q.;\n  
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。 fr~Eb'8  
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