[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。 O;;vz+ j  
=Rf!i78c5  
4d]T`  
J$Ba*`~!!  
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： s9YP =)I  
m}-~VYDj  
    RLE q1M16qv5  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 h,Tsb:Q"M  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 0>?78QL9<  
     LOG      124 9y"\]G77E  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 /a
MeKM[L`  
     APS               1 1j^FNg~  
     UNITS MM    N5GQ2V  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 A!5)$>!o  
     MARGIN       1.270000 kKSn^qL*  
     BEVEL       0.254001 Ll6|WhX  
       0 AIR  W-U[7n  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 Y'i_EX|  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 %xI,A'#  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 u
JHf6Ye  
       1 CTE   0.255000E-05 6t6#<ts  
       1 GTB U    'SILICON         ' -RnQ8Iuo  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 }3mIj<I1;  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 d\aU rsPn  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR J\
kv}v  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 w6l8RNRe  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 fN
aS?tV)  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 fDY#&EO: %  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 > jvi7  
       3 CTE   0.550000E-05 \XlT  
       3 GTB U    'GE              ' [L
@ vC>G  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 ~I)\d/7o  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 $nbZ+~49  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR }<kpvd+ps=  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 0/JusQ  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 +3n07d
  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 B?J#NFUb  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 h"G#} C]  
       5 CTE   0.550000E-05 6muZE1sn  
       5 GTB U    'GE              ' Gvw:h9v  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 $u./%JS  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 aYQIe7J90J  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR _(s|@UT#  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 f#UT~/~bL2  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 jDO[u!J6.%  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 jE</a%  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 n-n{+Dl!  
       7 CTE   0.255000E-05  Ju#t^P  
       7 GTB U    'SILICON         ' mmG+"g$|  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 u%vq<|~-  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 Q<V?rPAcx  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR ;'r} D!8w/  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 #;6YADk2_  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR TPrqb  
     END ZV
j/lOP X  
4c*?9r@  
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 o'Byuct  
fE;<)tU  
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： g9`z]qGWS:  
?E0j)P/ (  
    CHG Q9b.]W  
    ALPHA A6061 /MB3w m  
    END "$*&bC#dE  
|Psi?'4  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： $Aw"?&d"  
 ((}T^  
    THERM !A )2<<4  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 `)5E_E3  
    END _>8ZL)NQQ  
i[_WO2  
c|%.
B2  
%># VhK  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 c_e2'K:  
Quy&CV{@  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 :O}=$[  
;x*_h  
)B86  
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。 SM2
QF
 
=1noT)gCR  
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。 .mzy?!w0q  
"|yuP1;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： P".CZyI-i  
3?F*|E_  
    THERM B 3Y,|*  
    COE 1 STYRENE ?CgqHmf\\(  
    TCHANGE 1 Lj"@JF;c  
    5 Wm{Lg0Nr  
    ATS 100 2 "NY[&S  
    END LE!xj 0  
n 7Mab  
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： V7Z+@e-5  
);o2eV  
    ACON 1 #"J8]3\F  
    PANT hSQuML   
    VY 4 TH 1000 -1000 E-Nc|A  
    VY 5 TH 1000 -1000 /gWaxR*m  
    END &eL02:[  
&DQyJJ`k  
    AANT 04`2M
NfxG  
    ACON 1 N8!V%i?  
    M 0 1 A DELF ),ur!v  
    M 8.103249 1 A P YA 1 ,@mr})s  
Id6H~;  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 YIj
Y?  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 >/@wht4- j  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ' U]\]Wp  

fhGI  
    ACON 2 3K2B7loD)~  
    M 0 1 A DELF ws1io.  
Y.XNA]|  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   N8hiv'3  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 d??;r:  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 cEI "  
    END BG>fLp  
kj_MzgC'?  
    SNAP LH7m >/LJr  
    SYNO 20 MULTI w; [ndZCY7  
ZqtL4M~9  
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。 aQjs5RbP~  
?A4zIJ\  
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。 d 8YP<"V&  
+rAmy  
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。 eh\_;2P  
+,7nsWV  
I5#KLZVg  
lZ5LHUzP  
%rE:5)  
_C`&(?}  
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