[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。 #f
 4"  
LhM{d  
IIW6;jS  
KT5"/fv  
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： >;ucwLi  
}g?9/)z  
    RLE 6}vPwI  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 u}[Z=V  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' _DAAD,'<a  
     LOG      124 [P*w$Hn  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 6 s+ Z  
     APS               1 <AzM~]"3  
     UNITS MM   |c]Y1WwDx  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 t-vH\m  
     MARGIN       1.270000 u/D=&"tL  
     BEVEL       0.254001 mxpncM=q  
       0 AIR xV h-Mx+M  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 vk:m>?(  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376
mh4NZ @;  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 o,fBOPIN  
       1 CTE   0.255000E-05 IX /r  
       1 GTB U    'SILICON         ' z]NN ^pIa  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 TT(dCHft  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 } r#by%P  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR SGU~LW&  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 e3L<;MAt  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 ya9V+/i7T_  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 8: KlU(J  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 #nL&x3  
       3 CTE   0.550000E-05 UeVRd  
       3 GTB U    'GE              ' F
afOd9>AO  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 Vm1U00lM{  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 0!n6tz lT  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR !J}Bv  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 T/^ /U6JB  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 hr8v O"tZN  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 FS%Xq-c  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 nnU &R  
       5 CTE   0.550000E-05 Um k9  
       5 GTB U    'GE              ' CapWn~*g  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 lW,rzJ1  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 RhG9Xw9  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR eeuT
f  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 -P09
u82  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 ]F@XGJN  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Og`6>?>97  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 #^- U|~,  
       7 CTE   0.255000E-05 T(<C8  
       7 GTB U    'SILICON         '  /{.  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 4Lx#5}P  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 *8zn\No<,  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR
VP$`.y  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 R}Ih~zw  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR 9HlRf6S  
     END Fz_SID  
9L}=xX`>?  
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 |pv:'']J  
Uk u~"OGC  
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： ;}b.gpG  
9PA\Eo|Yb  
    CHG
/q4<ZS#  
    ALPHA A6061 fA u^%jiU  
    END _Mf
B,CS  
]q0mo1-EZ!  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： V`V Z[  

sXm/+I^  
    THERM ?|8H|LBIr  
    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 Y"&&=M#  
    END V:rq}F}  
vdloh ,  
( w(GJ/g  
a%"My;8  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 c|[:vin  
he0KzwBF  
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。 8[SiIuIV  
-MV</  
H/>86GG  
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。 $srb!&~_>  
Ey$J.qw3  
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。 =PiDZS^"  
,v$gWA!l  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： )6#dxb9  
TC1#2nE&T  
    THERM [Y_6PR  
    COE 1 STYRENE |:SBkM,  
    TCHANGE 1 JPQ[JD^]  
    5 <o^_il$W  
    ATS 100 2 xmxfXW  
    END D.H$4[u;j  
Y,OS
QBgk  
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： [vkz<sL"  
>s}bq#x  
    ACON 1 V3fd]rIP  
    PANT !8^:19+  
    VY 4 TH 1000 -1000 Z-`j)3Y  
    VY 5 TH 1000 -1000 & IVwm"  
    END jW5n^Y)  
$:kG>R@\t  
    AANT [6Y6{
.%~  
    ACON 1 $}0q=Lg%wv  
    M 0 1 A DELF oR>o/$z$)g  
    M 8.103249 1 A P YA 1 [Q&{#%M  
|Ui1Mm  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 kVk^?F  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 *joy%F  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 lwhAF, '$  
(3`
Q`o;  
    ACON 2 i|PQNhUe  
    M 0 1 A DELF mA
h0xgm  
_IJPZ'Hr  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   = R|?LOEK+  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 mRB-}  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ,Ju

f  
    END _ETG.SYq  
A6Ttx{]  
    SNAP =D.M}xqo  
    SYNO 20 MULTI elCDPZTf  
6]^; s1!  
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。 L6yRN>5aE  
8MgoAX,p  
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。 ;u!qu$O  
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SYNOPSYS™ 现已更新至 2023 最新版本，扫码添加工作人员可申请免费试用。 PLR[nB7K  
Z-;<R$  
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3eQ-P8LS  
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Qi`Lj5;\F  
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