[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。 1<Uv4S  
Ofb&W AD  
WXf[W  
WFmW[< g  
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： 6@:<62!;  
DHvZ:)aT}  
    RLE ?oV|.LM:W  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 5]kv1nQ  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' nb*`GE  
     LOG      124 4,=;:#n,J  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 $&jVEMia  
     APS               1 qd'Z|'j  
     UNITS MM   (BK_A{5  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 #g2&x sU  
     MARGIN       1.270000 _$8:\[J  
     BEVEL       0.254001 (b1e!gJpy  
       0 AIR SoFl]^l  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 u{sb^cmy  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 OeZ"WO  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Z;;A#h'%e  
       1 CTE   0.255000E-05 U{@2kg-  
       1 GTB U    'SILICON         ' Zx: h)I  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 4~
;M\h  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 Vhe$vH  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ]1[:fQF7/L  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ]{t!J^Xn  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 =L?2[a$2;  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 <<Z, 1{3F  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Jt}#,I,B  
       3 CTE   0.550000E-05 \zDs3Hp  
       3 GTB U    'GE              ' }YM[aq?6  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 g`2Oh5dA  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 9pWSvalw9  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR {DUtdu[  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 <LJb,l"  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 >4+KEK  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 /*M3Ns1@2  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 \#N?  
       5 CTE   0.550000E-05 e:rbyzf#  
       5 GTB U    'GE              ' I;G(Wj  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 _S-@|9\&#  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 ['K}p24,  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR e3[Q6d&|  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 D O||o&u  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 VZ 7(6?W  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 `'pAiu  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 -]n%+,3L  
       7 CTE   0.255000E-05 uZI7,t-7  
       7 GTB U    'SILICON         ' AYp~;@  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 P>
`|.@  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 ovi^bNQ  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR )ac!@slb^7  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 M23r/eg]  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR J`{o`>  
     END ~zWLqnS}  
6mgLeeY  
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 d..JW{  
;=6EBP%  
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： jCIY(/  
}-u%6KZ   
    CHG =4V SbOlZ  
    ALPHA A6061 GY^;$?  
    END +m/n~-6q  
VC%.u.< F  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： Tb8r+~HK  
8yH
)9#>  
    THERM |y+_BZ5  
    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 MpIiHKQ G9  
    END !aL=R)G&e  
o)R<sT  
4GXS(  
[8 H:5Ho  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 ( 5uSqw&U  


ooC9a>X  
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。 TNK1E  
1xh7KBr,  
#l3)3k*;  
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。 GJs~aRiz  
8.+ yZTg  
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。 rUAt`ykTmN  
GS}JyU  
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： ?ks.M'@  
n+i=Ff  
    THERM & d$X:  
    COE 1 STYRENE D_)/.m  
    TCHANGE 1 UP%6s:>:  
    5 jp^Sw|  
    ATS 100 2 {Qn{w%!|  
    END !]RSG^%s{  
)?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： ;-;lM6zP  
yf4L0.  
    ACON 1 %/5Wj_|p  
    PANT "^
a"`?J  
    VY 4 TH 1000 -1000 ;oDr8a<A  
    VY 5 TH 1000 -1000 XD't)B(q  
    END m7u`r(&  
nj0]c`6rN@  
    AANT B;W%P.<.  
    ACON 1 &ODo7@v`1  
    M 0 1 A DELF 3wcFR0f  
    M 8.103249 1 A P YA 1 ?(z"Ub]  
UT9u?  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 het<#3Bo  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 J_m@YkK  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 RVLVY:h|F  
AQT_s9"0  
    ACON 2 r\Yh'cRW{  
    M 0 1 A DELF CyW|k Dz  
=6"5kz10  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   qMA-#  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 Au}l^&,zN  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 p
e\Nwq  
    END QCE7VV1Rw  
gq/Za/!6  
    SNAP { I\og  
    SYNO 20 MULTI U V*Ruy-  
i1-%#YYF(  
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。 />/e  
Gn_DIFa  
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。 z ynu0X  
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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。 fwV2b<[  
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