[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。 Cd#[b)d ?^  
7ml,  
Dsw(ti`@  
2Prr:k  
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： .d^8w97  
?lnX."eAdB  
    RLE uNxR#S  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 R#1h.8  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' F4M<5Yi  
     LOG      124 9(QY~F  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 0rxlN [Yp  
     APS               1 ha1 J^e  
     UNITS MM   =PP]L
DlJs  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 q62TYg}  
     MARGIN       1.270000 =7e~L 3 K  
     BEVEL       0.254001 `S2YBKz,1  
       0 AIR A 7'dD$9  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 7C9qkQ Jqn  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 6P;IKOv^  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 IfF<8~~E  
       1 CTE   0.255000E-05 yP :>vFd7  
       1 GTB U    'SILICON         ' Vx;f/CH3!  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 P+:FiVj@~  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 kn
5q1^  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR T|GRkxd,E3  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 X4!` V?  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 8iB1a6TlL  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 f$Q#xlQM  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Q%o ]&Hdn  
       3 CTE   0.550000E-05 KXL]Qw FN  
       3 GTB U    'GE              ' lRi-?I|~9  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 J Xo_l  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 4xk'R[v  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 36,qh.LKn  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 Qf6]qJa|  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 nmn$$=~)  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 CN#`m]l.  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ;+>-uPT/1  
       5 CTE   0.550000E-05 5u'"m<4  
       5 GTB U    'GE              ' :O-Y67>&  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 J!3 X}@_N  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 {xi$'r  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR sw6]Bc  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 )}\jbh>RH  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 (NyS2`  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 3
o9`Ko0  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 - U!:.  
       7 CTE   0.255000E-05 ajq[ID  
       7 GTB U    'SILICON         ' Lfx&DK !  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 X@:pys 8@  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 |y)Rlb#d  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR |lm  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 P#\L6EO.  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR #WwQ^6ESc  
     END |!euty ::  
i64a]=  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST kIWQ _2  
AYeA)jk  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： a)^f`s^aa  
DlC`GZEtqh  
    CHG dX-{75o5P  
    ALPHA A6061 wqx@/--E(  
    END 6]^ShOX_Z  
%Ui&SZ\  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： /)ps_gM  
~Os"dAgZFY  
    THERM FUkO$jnO  
    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 aFjcyD  
    END 1Y6<i8  
|&`NB|  
<f%JZ4p*  

vz#VW  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 }26?bd@e`  
!(~eeE}|lM  
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。 2>p K  
i 2hP4<;h  
4G"T{A`O  
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。 D+lzISp~e  
3?iRf6;n  
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。 lyNa(3  
D^yZ!}Kl  
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： U+>!DtOYK  
CMB:%  
    THERM rCR?]1*Z  
    COE 1 STYRENE De%WT:v  
    TCHANGE 1 ) (unL`y  
    5 h[b5"Uqj  
    ATS 100 2 }R4%%)j(Vj  
    END !#j y=A  
%K8Ei/p\t]  
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： [* ,k  
f2ygN6(>  
    ACON 1 dP63bV  
    PANT xpCzx=n3.m  
    VY 4 TH 1000 -1000 [y-0w.V=oE  
    VY 5 TH 1000 -1000 c,pR+DP  
    END 0$NcxbM  

|TL&#U  
    AANT A]L;LkEM  
    ACON 1 Fka&\9i  
    M 0 1 A DELF RAYDl=}  
    M 8.103249 1 A P YA 1 JX8Hn |  
;U=IbK*  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 J}U);A  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 9Jd{HI
=  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 C"}CD{<H]M  
1Z%^U ?  
    ACON 2 d/5i4g[q  
    M 0 1 A DELF z+,l"#Vv  
12qX[39/  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   Gx/sJ(  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 n6D9f~8"  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 eH,r%r,  
    END =?g26>dYo  
9eO!_a^  
    SNAP E0; }e  
    SYNO 20 MULTI q-gp;Fm  
h&@A'om~  
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。 x}v]JEIf[Q  
:cU6W2EV  
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。 gZ 
vX~  
q2 K@i*s  
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。 s|B  
7i^7sT8t  
c6/+Ye =h  
+e VWTRG  
xPMTmx?2  
7|Z=#3INw  
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