[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。 TEJn;D<1I,  
Tumv0=q4wd  
"aL.`^.  
L<D<3g|4  
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： pVm]<jO  
`GDWy^-Q+!  
    RLE 1>yh`Bp\=  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 z:Y Z]   
     FNAME 'X11.RLE                                           ' }H5~@c$  
     LOG      124 e:9s%|]T  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 C4[)yJ  
     APS               1 og[cwa_  
     UNITS MM   9-/u _$  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 7y?aw`Sw:  
     MARGIN       1.270000 *VX"_C0Jy=  
     BEVEL       0.254001 EjA3hHJ  
       0 AIR CE5A^,EsB  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 ?d!*[K
e8  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 !V^wq]D2  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 42oW]b%P{;  
       1 CTE   0.255000E-05 XJZ\ss  
       1 GTB U    'SILICON         ' |l-~,eRvi5  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 QjlQsN!  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 c1ga{c`Z  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR K0aT(Rc e  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 WrHY'  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 W5*Kq^6Pd  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 WqO4_;X6/  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Xi~7pH  
       3 CTE   0.550000E-05 :{LNr!I?I  
       3 GTB U    'GE              ' (-D^_*f  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 {{r.?m#{  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 7!;H$mxP  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ?S<`*O +  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 =vs]Kmm  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 Z g.La<#  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 h`n) b  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 WR"?j9y_q  
       5 CTE   0.550000E-05 "Cz0r"N  
       5 GTB U    'GE              ' Q2>o+G  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 drQI@sPp  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 `nCVO;B  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR #b eLo J  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 diWi0@  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 fi~jT"_CI  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 gy`WBg(7x  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ew.jsa`TrW  
       7 CTE   0.255000E-05 I~ 1Rt+:  
       7 GTB U    'SILICON         ' h'nXV{N0  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 s'^sT=b  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 7_Op(C4,nC  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR %a:>3! +  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 X \BxRgl},  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR tfCK^{  
     END :w<Ga8\tZ  
:V0sKg|sS  
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 g)1`A24  
N(l  
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： `aDVN_h{6  
h e[2,  
    CHG iv ~<me0F  
    ALPHA A6061 FEO/RMh  
    END /E-sg, k  
?J@P0(M#  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： f+lPQIB  
?[=OQ/E  
    THERM r4M;]  
    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 w|1O-k`  
    END F!<!)_8Q  
] T<#bNK\1  
^kK% 8 u  
q#O8Fv  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 IuY4R0Go  
<Gna}ALkg  
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。 j}O7fLRu  
u}.mJDL  
a%2K,.J  
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。 ,u=+%6b)A  
q?qH7={,eu  
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。 "QvTn=  
:O7n*l
wx  
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： r=/$}l4  
?=im~  
    THERM w6h*dh$w  
    COE 1 STYRENE SZUo RWx  
    TCHANGE 1 ZfXgVTJ`  
    5 V KxuK0{  
    ATS 100 2 q8!]x-5$6j  
    END Ae%AG@L  
[1mEdtqf*  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： [tRb{JsUd  
ME66B
Wg{  
    ACON 1 I+,CiJ|4  
    PANT q+} \(|  
    VY 4 TH 1000 -1000 !X9^ L^v}  
    VY 5 TH 1000 -1000 n]6-`fpD  
    END 4peRbm  
qLPuKIF  
    AANT 6OB3%R'p  
    ACON 1 dQz#&&s-  
    M 0 1 A DELF IL1iTRH  
    M 8.103249 1 A P YA 1 LLKYcy  
<kk!nsI  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 TT no  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 Q/q>mN"#1  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ' &3,qT  
I
1#MS4;$^  
    ACON 2 R9(Yi<CC  
    M 0 1 A DELF !L@<?0xLW  
B>4/[ YHr;  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   :5F(,
Z_  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ==BOW\  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 vOLa.%X]h  
    END kZ PL$\/A  
sm
;kg=  
    SNAP &KY!a0s  
    SYNO 20 MULTI _ds;:*N+qA  
%WC^aKfY  
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。 gm%cAme  
%P{3c~?DH  
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。 M ziOpraj  
t 4VeXp6  
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。 (L1F],Au  
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