[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。 6
^['g-\2  
bTKzwNx  
9Dd
/g7  
J?5O2n  
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： iD@2_m)  
<?Fgm1=o  
    RLE kaUH#;c>_  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 lXm]1 *<  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' G\TyXq_4  
     LOG      124 a+*|P  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 GVY_u@6   
     APS               1 g}' "&Y  
     UNITS MM   Kd;
|Z  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 vK#xA+W  
     MARGIN       1.270000 ~&k1P:#R  
     BEVEL       0.254001 05nG|  
       0 AIR 2hf]XV\  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 vyqlP;K  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 V#w$|B\  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 0_qqBL.4  
       1 CTE   0.255000E-05 rtf>\j+  
       1 GTB U    'SILICON         ' nb'],({:9  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 \8Fe56  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 w{K_+}fAC  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR CbS9fc&  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 (sO;etW  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 &^qD<eZ!Eq  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 2={`g/WeE  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 1>57rx"l  
       3 CTE   0.550000E-05 2}I1z_dq~  
       3 GTB U    'GE              ' "z< =S  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 A#2Fd7&  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 )"A+T&  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 69r<Z  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 0l^-[jK)  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 gjvKrg
 
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 *"O7ml
]  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 e}kEh+4  
       5 CTE   0.550000E-05 h3>/..l  
       5 GTB U    'GE              ' s+C&\$E  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 }LDDm/$^}  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 ?J6J#{LRd  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR @\z2FJ79w  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 :s$ rD  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 #{UM4~|:  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 )@\= pE.H  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 (6>8Dt 9[  
       7 CTE   0.255000E-05 e6QUe.S  
       7 GTB U    'SILICON         ' zg0)9br  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 Kt;h'?  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 536H*HdN  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR w2YfFtgD,  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ^4_.5~(  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR AnP7KSN[\  
     END N'i%9SBcg  
4nXS}bWf  
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 yO]Vex5)  
75jq+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： :hwZz2Dhi  
l~!\<, !  
    CHG -s,^_p{H  
    ALPHA A6061 (w-z~#<  
    END @vCPX=c  
U_wn/wcLS  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： (UAa  
=^|^"
b  
    THERM w\:-lXw  
    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 bT|a]b:  
    END 8G6PcTqv"  
SirjWYap  
0gL]^_+7  
(I IPrW;>  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 mawomna  
\rF6"24t6  
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。 P|!GXkS  
4askQV &hj  
\A6MVMF8  
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。 1j`-lD  
SsIy;l  
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。 +%OINMo.A  
IgI*mDS&b  
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： +?w 7Nm`  
&BY%<h0c  
    THERM o8-BTq8  
    COE 1 STYRENE X|TEeE c[L  
    TCHANGE 1 nL%;^`*8  
    5 mSp-  
    ATS 100 2 Hz
cy'  
    END 1XSA3;ZEc  
9z$]hl  
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： IEfzu L<v  

CC0@RU  
    ACON 1 `MAee8u'  
    PANT w},' 1  
    VY 4 TH 1000 -1000 g{.>nE^Sc5  
    VY 5 TH 1000 -1000 KkP}z  
    END u_;*Ay  
+FfT)8@W  
    AANT :3^b>(W.  
    ACON 1 o@>{kzCx  
    M 0 1 A DELF ;5:g%Dt  
    M 8.103249 1 A P YA 1 EgOAEv  
b'Pq[ )  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 Zf68EB  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 |s-q+q{|  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 O$k;p<?M  
'YIFHn$!  
    ACON 2 (~:k70V5  
    M 0 1 A DELF rlT[tOVAY  
l=8)_z;~D  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   "u~l+aW0  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 l+Dl~o}  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ]W7(}~m  
    END >!s=f  
WMnR+?q  
    SNAP \HLI y  
    SYNO 20 MULTI  F's($n  
f{xR s-u]  
图像质量有下降，但仍在合理范围内，即使温度发生变化，焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 5!$m3j_,]?  
/+l3 BeL  
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。 )f1<-a"D|  
_QbLg"O  
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。 sDT(3{)L7  
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