[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。 UPPDs"  
<vA^%D<\~  
1DGVAIcD  
#T n~hnW  
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： e4ajT  
Srz.-,2PF  
    RLE ]`y4n=L
.  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 ~-6Kl3Y  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 6pQ#Zg()vp  
     LOG      124 Tfgx>2  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 I, .`w/I+  
     APS               1 QKbX^C  
     UNITS MM   6lq7zi}'w  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 h&5H`CR[  
     MARGIN       1.270000 Zcz)FP#  
     BEVEL       0.254001 *
KFsO1j  
       0 AIR U^~K-!0  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 W9Bl'e  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 5 8p_b  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 rG
Rxofi.  
       1 CTE   0.255000E-05
2:/'  
       1 GTB U    'SILICON         ' M0x5s@  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ZqkP# ]+Y'  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 I [0od+K  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR n\.K:t[:  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 C&3#'/&  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 ev#d1s|<S  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 @ MNL  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 r&xqsZ%R  
       3 CTE   0.550000E-05 i3*?fMxhu)  
       3 GTB U    'GE              ' Lz=nJn  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 =6j  5,  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 <i~ ( 8F\  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 7|T5N[3?l,  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 d^Ra1@0"q2  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 /^#k/z  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 0d:t$2~C  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 v(=fV/  
       5 CTE   0.550000E-05 s>"=6gb  
       5 GTB U    'GE              ' X!CLOHVAa  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 [lQp4xgxi  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 Cr4shdN34  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR =1^Ru*G  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 Fx0K.Q2Y0  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 r1-?mMSU&  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 %zd1\We  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 //e.p6"8h  
       7 CTE   0.255000E-05 g84~d(\?  
       7 GTB U    'SILICON         ' *2 4P T7  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 s:R>uGYOd  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 Zx55mSfx:  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR X5qU>'?`  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 A,lcR:@w  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR L,waQk / @  
     END l8GziM{lp  
M$%aX,nk'  
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 68Wm=j.m  
p."pI Bd  
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： _myam3[W  
|j^>6nE  
    CHG 0d`s(b54;O  
    ALPHA A6061 {NKDmeg:D  
    END {TzKHnP  
}N2T/U  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： mmTc.xh  
ECg/ge2  
    THERM 6peO9]Zy  
    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 _9#4  
    END z:RwCd1\  
2y ~]Uo  
;r^8In@6  
~Rk6@&ZS}  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 K^A\S  
h 
k
(2,z  
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。 @ L%3}  
GZXUB0W\@)  
g?^o++  
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。 XdLB1H  
I#Iu:,OT  
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。 G}BO!Z6  
D gY2:&0  
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： K$#(\-M  
%Ofa
Bv&  
    THERM o8 q@rwu3  
    COE 1 STYRENE '<>pz<c  
    TCHANGE 1 B\KvKT|\  
    5 7AV!v`  
    ATS 100 2 < I8hy$+6  
    END Xy_+L_h^  
NLoJmOi;L7  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： B6MMn.  
Et
cAU}9  
    ACON 1 +7^%fX;3pW  
    PANT ~-A5h(  
    VY 4 TH 1000 -1000 x}AWWmXv  
    VY 5 TH 1000 -1000 eDX{}Dq(  
    END /XS}<!)%  
A$;U*7TJuO  
    AANT <[8at6;  
    ACON 1 tL 3]9qfj  
    M 0 1 A DELF _?Rprmjx}  
    M 8.103249 1 A P YA 1 5``/exG>  
jU@qQ@|  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 #If}P$!  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 flR6^6E  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 xs.>+(@|;  
\P
^WUWY  
    ACON 2 XcR2]\  
    M 0 1 A DELF !-U5d9!  
xl5mI~n_~  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   ;} Ty b  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 3-lJ]7OT  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 vCFMO3  
    END ;&s`g   
r_@;eh  
    SNAP QuT8(s1Q!  
    SYNO 20 MULTI )ra_`Qdcf  
rs]%`"&=  
图像质量有下降，但仍在合理范围内，即使温度发生变化，焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 Ra%RcUf~sh  
pTprU)sa7  
我们已经为TH变量输入了确定的限制，因为程序不会让正TH变为负数。为了保持放大率不变，我们为主光线的YA添加了一个目标。您可以参考用户手册，以获得有关此功能的完整。 i`z1if6O  
%qV=PC  
SYNOPSYS™ 现已更新至 2023 最新版本，扫码添加工作人员可申请免费试用。 -iR}kP|  
jdK~]eld=  
E2Q;1Re@  
QpBgG~h"  
=$X5O&E3'  
p3&/F=T;)  
V\W?@V9g-