[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。 :Z< 5iLq  
UiYA#m  
txL5'mK  
Tzk8y7$[  
这是示例镜头X11，我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件： H=yD}!j  
@*2FG\c<  
    RLE \8t g7Sdq  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 oW
/&X5  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' g#70Sg*d  
     LOG      124 iK.MC%8?  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ;V%lFP3#  
     APS               1 !HB,{+25  
     UNITS MM   PN.=])7T  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 ^|sQkufo  
     MARGIN       1.270000 #lB[]2]N  
     BEVEL       0.254001 ;^ /9sLW?#  
       0 AIR K=B[MT#V{2  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 O~t5qnu/}  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 wCI.jGSBW  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 <R!qOQI  
       1 CTE   0.255000E-05 MRJdQCBV  
       1 GTB U    'SILICON         ' gK%&VzG4  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 Cu|n?Uk  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 )FHaJ*&d  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR IH:Hfv  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ".@SQgyb0  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 -l,ib=ne  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Ot,sMRk'  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 T+~~w'v0  
       3 CTE   0.550000E-05 J#X7Ss  
       3 GTB U    'GE              ' >c1mwZS;  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 n"MFC  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 ;N/c5+  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR =1esUO[nx  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ~XZ1,2jA/  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 rgP$\xn-  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 _zpn+XVdQ  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 \ _i`=dx  
       5 CTE   0.550000E-05 [&zP$i&  
       5 GTB U    'GE              ' D!X{9q}S1  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 @*c+`5)_  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 D<rjxP  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR g^]Q*EBa  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 RL&*.r&  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 O=-|b kO  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 (Hn,}(3S  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01
nxH
$$}9  
       7 CTE   0.255000E-05 J%[K;WjrZJ  
       7 GTB U    'SILICON         ' VyI%^S ]sS  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 %WO;WxG8^  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 .<j8>1  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR /`'50Cj  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 P,v}Au( UI  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR gZPJZN/cpz  
     END $[>wJXj3R  
wIY#TBu  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST h`vM+,I  
n@%'Nbc>b  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： / _cOg? o  
3'']q3H  
    CHG ,O-lDzcw  
    ALPHA A6061 !?+3jzG  
    END `V?{  
J,q:  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： fx}R7GN2  
_>aesp%  
    THERM Nh+$'6yT%  
    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 2.NzB7c*CM  
    END 9j,zaGD0  
|FcG$[  
=-q)I[4#  
p,4z;.s$  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 `n%~#TJ  
vAVoFL  
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。 l s_i)X  
PNKmI
 
tb=(L  
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。 -~aVt~{k/  

|FNP~5v  
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。 nnE@1X3  
l,/5$JGnk  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： .:;i*  
-meKaQv  
    THERM 91,\y  
    COE 1 STYRENE bX9}G#+U  
    TCHANGE 1 3!}#@<j  
    5 iA< EJ  
    ATS 100 2 7;_5[_  
    END <bid 6Q0|  
epwXv|aSZ  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： c'(]n]a%  
:N[2*
.c[  
    ACON 1 %_z]iz4  
    PANT t=pG6U  
    VY 4 TH 1000 -1000 yrIT4y  
    VY 5 TH 1000 -1000 =]^*-f}J9  
    END ;w+A38N$J  
@-7K~in?^  
    AANT 'shOSB  
    ACON 1 
NH?s  
    M 0 1 A DELF x##Iv|$  
    M 8.103249 1 A P YA 1 p1&d@PF&&  
F>}).qx  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ud.S, 8Sy  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5  %"z W]  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ypsCyDQK`  
QvqBT  
    ACON 2 }t
J:-!*2  
    M 0 1 A DELF EU\1EBT^  
Npu;f>g0_  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   `
n_ Z  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 `^6}Dn  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ZNx{7]=a  
    END w|M?t{  
z1L.  
    SNAP VVf~
ULZ-  
    SYNO 20 MULTI \/,SH?>4x  
]]]7"a  
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。 mtF&Z\ag  
Pq`4Y K  
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。 /bw-*  
5Ut0I]h|z  
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。 rKjQEO$yi  
!Q?4sAB  
`&+L/  
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T^Z#x-Q  
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