[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。 *U
6+b  
x:4R?!M.  

d(XOZF  
ItvcN  
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： 1<Mb@t  
IY8<^Q']  
    RLE ~OsLbz:  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 :*h1ik4t  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' J)yg<*/3  
     LOG      124 Hc@_@G  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 AG}j'   
     APS               1 }aVzr}!  
     UNITS MM   -BI!ZsC'  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000
R&6@*Nn  
     MARGIN       1.270000 +6l#hO7h  
     BEVEL       0.254001 6M`gy|"(~  
       0 AIR rm ;U'&{  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 j0X^,ot@m  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 1$.svR  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 szhSI  
       1 CTE   0.255000E-05 boCi*]  
       1 GTB U    'SILICON         ' -0<vmU  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 C|Y[T{g?t  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 7FPSBvU#/  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR )`{m |\b  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 i!8"
T#  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 |a"]@W$>  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 .)+c01  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 AZ4?N.X?  
       3 CTE   0.550000E-05 62,dFM7  
       3 GTB U    'GE              ' uq-`1m}  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 &y1iLk h^  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 o6;  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR {DKZ~  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 fNu/>pN  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 QD{1?aY  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 a%U#PF6   
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 'h0>]A 2|X  
       5 CTE   0.550000E-05 l,]%D  
       5 GTB U    'GE              ' ?B;7J7T  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 ,g}$u'A+d  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 =b
ja\r{  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR M^8zqAA  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 2]9 2J  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 ~+0IFJ`}  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 G1e_pszD{o  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 $\vNSTE  
       7 CTE   0.255000E-05 ps:`rVQ7  
       7 GTB U    'SILICON         ' et~D9='E  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 60{DR >S  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 f42F@M(:  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR /;Hqv`X7  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 KMkD6g  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR QN$s%&O  
     END e21J9e6z  
/bo=,%wJ[  
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 F1_,V?  
5EVypw?]x  
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： 4FZR }e\  
,D 
}Ka?  
    CHG v!ai_d^  
    ALPHA A6061 XKZsX1=@R  
    END R!"|~OO  
]o"E4Vht  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： =`|BofR  
ZAy/u@qt  
    THERM q'+ARW48  
    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 E:/!]sm!  
    END L>
1y[ Q  
z8"1*V  
^?(#%~NS  
O.QR1  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 tF-l=ph}`  
;a@riPqx!  
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。 j0~c2  
9#hp]0S6  
O/Hj-u6&A  
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。 Yl'8" \HF  
/%,aX[  
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。
|:#Ug  
z a_0-G%C2  
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： ^{=UKf{  
`W+-0F@Y?@  
    THERM ~/JS_>e#6P  
    COE 1 STYRENE W/t,7lPFb  
    TCHANGE 1 D]"W|.6@  
    5 <a=OiY  
    ATS 100 2 +HUy,@^Pa  
    END }AB_i'C0  
_{#K  
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： u ynudO  
%{rb,6  
    ACON 1 $)KODI>|  
    PANT wy:Gy9\  
    VY 4 TH 1000 -1000 fB7Jx6   
    VY 5 TH 1000 -1000 #T>?g5I  
    END g
|3bM  
 *BM#fe  
    AANT `<v$+mG  
    ACON 1 \*{MgwF  
    M 0 1 A DELF ST[TKL<]  
    M 8.103249 1 A P YA 1 dwUDhQt3Q  
gXs9qY%=  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 v,QvCozOz  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 "HqmS  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Q=DMfJ"  
Vi^vG`L9  
    ACON 2 =Gzs+6A8  
    M 0 1 A DELF t&w.Wc X)  
8pr toCB  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   I2RXw  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 a]5y CBm  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 U"
 3L  
    END GLZ*5kw  
L'KKU4zj  
    SNAP mP6}$D  
    SYNO 20 MULTI sk8DW  
WW6-oQs_#*  
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。 ND.(N'/O  
/\mY
Xi\  
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。 8O{V#aop  
k1yqerA  
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。 #m
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