[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。 LjEG1$F>  
z?I"[M  
S8Ec.]T  
bK69Rb@\A  
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： !-cK@>.pE  
m*f"Y"B.1I  
    RLE
T?+%3z}8  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124
D<wz%*  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' V<&^zIJUR  
     LOG      124 49iqrP'  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 F+Dke>j  
     APS               1 AdgZau[Y6  
     UNITS MM   2K VX  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 ~4V-{-=0a7  
     MARGIN       1.270000 9pMXjsE
  
     BEVEL       0.254001 pt_]&3\e  
       0 AIR ya'Ma<4  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 8quH#IhB  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 %F2T`?t:  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 &y&pjo6v1  
       1 CTE   0.255000E-05 f>zd,|)At  
       1 GTB U    'SILICON         ' zb,YYE1  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 {TVQ]G%'b  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 !~_6S*~  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR k@ So l6  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 uGU-MC*  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 #\l#f8(l  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 dh-?
_|"  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 +k{l]-)1  
       3 CTE   0.550000E-05 8JojKH  
       3 GTB U    'GE              ' 044Q>Qz,  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 Ie7S'.Lmq  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 ;;}}uW=  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR b`fWT:?=  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 A)80qx:  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 pqDlg  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 E4N"|u|  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 &~'^;hy=  
       5 CTE   0.550000E-05 otmyI;v 7<  
       5 GTB U    'GE              ' f#&@Vl(i&  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 hH]oJ}H \  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 sp7#e%R\  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR Q6$^lRNOpk  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 nU23D@l  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 vs2xx`Y<Lq  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 l(Y\@@t1  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 !N74y%=M  
       7 CTE   0.255000E-05 z0 J:"M  
       7 GTB U    'SILICON         ' 30{+gYA  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 TeHxqWx  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 T!1Np'12zF  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR nn8uFISb  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ekCt1^5Y  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR G7k.YtW  
     END 
}+fBJ$  
$xK(bc'{  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST F#Bi*YY  
H><! C  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： SN5Z@kK  
JpZ3T~Wrf  
    CHG g+QNIM>  
    ALPHA A6061 GiKmB-HO  
    END ]htx9ds=  
v%)=!T,  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： :auq#$B  
Q5c13g2
(c  
    THERM ?MD\\gN  
    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 h{CMPJjD  
    END {PkPKp  
w-5_Ru  
BFPy~5W  
Tl S904'  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 6BObV/S Jg  
zvKypx  
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`y 0FKS  
Dw&_6\F@  
*?!A  
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。 eXCH*vZY  
Za'
}26  
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。 , R $ZZ4  
V]|P>>`v9p  
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： ktiC*|fd  
9m}c2:p  
    THERM qViolmDz  
    COE 1 STYRENE N Bpf  
    TCHANGE 1 B'KZ >jO  
    5 e2Df@8>  
    ATS 100 2 =Cp}iM  
    END 3ms{gZbw  
g({dD;  
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： 7_]Bu<{f  
K ZQ `
 
    ACON 1 ek]CTUl*  
    PANT > 72qi*0  
    VY 4 TH 1000 -1000 0 hS(9y40  
    VY 5 TH 1000 -1000 wIK
&EGQ  
    END &+7G|4!y  
"hXB_73)V  
    AANT b;$jh  
    ACON 1 ^?gs<-)B  
    M 0 1 A DELF QVQ?a&HYS  
    M 8.103249 1 A P YA 1 v`9n'+h-c6  
`+EjmY  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 dS"%( ?o  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5  ^6Y:9+  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 "~aCW~  
H8?Kgaj~vf  
    ACON 2 :EZ"D#>y~  
    M 0 1 A DELF }|4dEao\  
[9xUMX^}  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   Wf:I 0  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 J(
%kcueb  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 #ZPy&GIr  
    END  B!+`km5  
l/@t>%  
    SNAP . [5{  
    SYNO 20 MULTI 9|RR;k[  
u7kw/_f  
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。 5b-: e? |  
tO]` I-  
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。 4O** %!|  
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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。 d}RR!i`<N  
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