[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。 |/lIasI  
U w`LWG3T  
rb\Ohv\  
Q84KU8?d  
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： .Um%6a-  
0_D~n0rq,v  
    RLE #CQ>d8&  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 [Iihk5TT  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' = xX^  
     LOG      124 Jp-ae0 Ewa  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ZJ[ Uz_%W  
     APS               1 HIa$0g0J  
     UNITS MM   }5tn  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 kyo ,yD  
     MARGIN       1.270000 dju&Ku  
     BEVEL       0.254001 r&3fSx9  
       0 AIR hy)RV=X  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 usTCn3u  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 8rpN2M3h  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 "^D6%I#T  
       1 CTE   0.255000E-05 T&23Pf1  
       1 GTB U    'SILICON         ' [sk"2  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 "&+0jfLY+  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 -<O:isB  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR z"O-d<U5  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 M{4_BQ4$  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 Ul'G g  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 7z,M`14  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 (_08?cN  
       3 CTE   0.550000E-05 |}|;

OG  
       3 GTB U    'GE              ' 5#F+-9r  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 T?ZMmUE  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 ~3YNHm6V  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ,/ : )FV  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 0Yjy  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 PYf`a`dH  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 :ZIcWIV-  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Ji
[w; [qL  
       5 CTE   0.550000E-05 W[m_IY  
       5 GTB U    'GE              ' `3:%F>  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 D_)vGvv3;.  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 Q}T9NzOH%  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR *j* WE\  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 QaO`:wJj  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 Ja&%J:  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 +J4t0x  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 !jW32$YTR  
       7 CTE   0.255000E-05 bcs!4  
       7 GTB U    'SILICON         ' Ttj5%~  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 ;~bn@T-  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 S_CtEM  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR .-ABo]hf  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 u@EM,o  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR ?:nZv< x  
     END \}=b/FL=U  
%E\%nTV  
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 &B4U
)  
QBy*y $  
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： ~-GDheA  
eQx"nl3U%  
    CHG  c$|dK  
    ALPHA A6061 NHF?73:  
    END -!cAr <  
h'x~"k1  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： zFr}$  
kk'w@Sn.(  
    THERM >nDnb4 'C  
    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 `RcNqPY#S  
    END J

":9  
? ^CGJ1  
g8"7wf`0k  
 ^gyp- !  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 tl5IwrF6;  
e;5Lv9?C8  
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。 ^^SfIK?p  
!f
-o,RJ  
=> =x0gsgj  
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。 uFWgq::\  
%},G(>  
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。 WtfOE@h  
:(`>bY  
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： n;-r W;ZO  
qo-F9u1J  
    THERM y UAn~!s  
    COE 1 STYRENE }>~>5jc/Pg  
    TCHANGE 1 ^u!Tyb8Dk  
    5 O)uM&B=  
    ATS 100 2 jYX9;C;J  
    END `;CU[Ps?]  
[?@wCY4=  
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： XFTMT'9  
_-J@$d%  
    ACON 1 t=rAcyNM  
    PANT &vX!7Y  
    VY 4 TH 1000 -1000 6.s?  
    VY 5 TH 1000 -1000 N%A`rY}u  
    END :wZ`>,K"t>  
K]!u@I*K"  
    AANT ;sR6dT)  
    ACON 1 F ssEs!#  
    M 0 1 A DELF Y;F R"~^  
    M 8.103249 1 A P YA 1 `F\:XuY  
uQ]]]Z(H'  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 6//FZ:q  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 G+ v, Hi1  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 a@y5JxFAy  
_G[I2]  
    ACON 2 \41)0,sEy  
    M 0 1 A DELF J.mewD!%z  
Z3So|M{v  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   YB B$uGA  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 8J3@VD.  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 +1Rrkok  
    END VNrO(j DUv  
04PoBv~g  
    SNAP cia-OVX  
    SYNO 20 MULTI 8$v zpu  
OZ'
.}((?n  
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。 2"+x(Ax  
Ivt} o_b*  
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。 s"',370  
/witDu7  
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。 Rw}2*5#y  
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