[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。 B#zu<z  
c8R#=^ DD  
JPsR7f  
$e99[y@  
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： [ X7LV  
do-mkvk  
    RLE 4`KQ@m  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 ?3=D-Xrb  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' :J 7p=sX  
     LOG      124 f:w#r.]
 
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ,JLY oE+  
     APS               1 CrTGC%w{=  
     UNITS MM   *>=|"ff  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 w
ZAY0@pA  
     MARGIN       1.270000  Uk2U:
 
     BEVEL       0.254001 G!%Cc0d"7  
       0 AIR sKIpL(_I$  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 KS9eV  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 #3+-vyZm  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 5O7x4bY  
       1 CTE   0.255000E-05 Bo
i?Bt  
       1 GTB U    'SILICON         ' |aaoi4OJ  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 RhL!Zz  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 N9|v%-_?)  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR )`4g,W  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 \[!k`6#t7  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 ~_;x o?@ba  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 yjq~O~  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 h8ND=(  
       3 CTE   0.550000E-05 ~9tPT0^+  
       3 GTB U    'GE              ' ulqh}Uv'  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 o<J_?7c~}  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 FHoY=fCI  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR Gtyy^tz[  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 t%B ,ATW  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 c~bTK" u  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 GfG!CG^%  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 qh40nqS;9  
       5 CTE   0.550000E-05 O<H5W|cM  
       5 GTB U    'GE              ' 4a]$4LQV  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 L#\!0YW/@  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 cTq
}H_hC  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 0_A|K>7  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 CP%?,\  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 BB>R=kt  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 1TuN  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 e1 yvvi  
       7 CTE   0.255000E-05 t+2!"Jr  
       7 GTB U    'SILICON         ' R cz;|h8  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 P:p@Iep  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 3BSJ|o<"=  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR ,g"[7Za  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 O.9r'n4f  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR Kt 0 3F$  
     END L^7"I 4=(D  
~.dmfA{  
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 Hxw 7Q?F  
5y1:oiE/  
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： "< c,I=A  
|KC!6<}T~9  
    CHG G(;C~kHX  
    ALPHA A6061 >=WlrmI  
    END GJ3@".+6  
1&wI*4  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： pow.@  
[Ju5O[o  
    THERM ly8IrgtKy  
    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 I'qIc?  
    END 2<  "-  
mfI>1W(  
y1FE +EX[  
c(R=f+  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 JF+E.-fy$  
gXQ s)Eyv  
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。 {]F};_  
6UXDIg=  
qkg`4'rLg  
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。 "E6*.EtTN#  
da,Bnze0  
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。 \MY`R  
P>i!f!o*I  
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： l?UFe$9(  
"6<L) 8  
    THERM 9?IvSv}z  
    COE 1 STYRENE qoo+=eh!  
    TCHANGE 1 3T|xUY)G4  
    5 *Bse3%-v  
    ATS 100 2 A\1X-Mm  
    END ):c)$$dn  
Hk
v4^|  
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： -fB;pS,  
WcG}9)9  
    ACON 1 @rV|7%u  
    PANT k|SywATr  
    VY 4 TH 1000 -1000 SFiK_;  
    VY 5 TH 1000 -1000 v95O)cC:W  
    END bRhc8#kw)  
k,kr7'Q  
    AANT l, [cR?v  
    ACON 1 0[O."9  
    M 0 1 A DELF DMcH, _(  
    M 8.103249 1 A P YA 1 &6#>a"?"  
*MG*]\D  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 )qL
UHE=  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 'T7=.Hq<4  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 !
UV1OU  
T[<deQ  
    ACON 2 a#k
=! W  
    M 0 1 A DELF qTA,rr#p0  
\a}_=O  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   *wd@YMOP  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 +pefk+  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 'Wv`^{y <^  
    END 6 #vc"5@M  
m,"N4a@  
    SNAP Q
~y) V  
    SYNO 20 MULTI z K+C&X  
l5*sCp*Z  
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。 \d&/,?,Ey  
N"M?kk,  
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。 P>wDr`*  
9!kH:Az[p  
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。 it\U+xu  
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