[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。 ]06LNE  
25::z9i  
nQa5e_q!u  
z
Vd2kuI&?  
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： Ky8sLm@  
q+>{@tP9  
    RLE cuB~A8H#}  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 |Eu_K`  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' m`}! dBi  
     LOG      124 0;#%KC,  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ?76W
g::  
     APS               1 8&IsZPq%
l  
     UNITS MM   =%%\b_\L  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 VL?ubt<  
     MARGIN       1.270000 N)RyRR.x1.  
     BEVEL       0.254001 `kpX}cKK}  
       0 AIR " 2Dz5L1v  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 q?nXhUD  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376
`{gkL-  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 \ExM.T  
       1 CTE   0.255000E-05 J{ P<^<m_  
       1 GTB U    'SILICON         ' >8"oO[U5>  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 C\ZL*,%}  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 TUw^KSa  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR osoreo;V^  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 iKnH6}`?U  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 me_DONW  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 .0:BgM  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 h3Nwxj~E  
       3 CTE   0.550000E-05 '_lyoVP  
       3 GTB U    'GE              ' wZJpSkcEx  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 &Gp@,t  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 Z3g6?2w6  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR *p`0dvXG2  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 AjKP -[  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 HgvgO\`]  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 DJ_,1F  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 :!Wijdq  
       5 CTE   0.550000E-05 "
w9LQ=mW  
       5 GTB U    'GE              ' K_{f6c<  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 w,bILv)  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 F[<EXLQ  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR }fpK{db  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 jV]'/X<  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 Jkzt=6WZ0  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ?&I gD.  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 K{.s{;#  
       7 CTE   0.255000E-05 x|d Xa0=N_  
       7 GTB U    'SILICON         ' bE#=\kf|  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 g]EDL<b  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 RrSSAoz1  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR )xX(Et6+`  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 6&M $S$y  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR %jdV8D#Q  
     END ^m;dEe&@F  
J]UlCg  
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 QWH1xId  
>!s=f  
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： WMnR+?q  
(JH LWAH  
    CHG SlB,?R2  
    ALPHA A6061 Rp `JF}~o  
    END I<e[/#5P\`  
b Gq0k&  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： )f-ux5  
z`qBs  
    THERM [t*m$0[:  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 ;>QED  
    END F,Y@  
no- Lx-x  
1@q~(1-o  
^"7tfo8  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 k$UgTZ  
Y:[WwX|  
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。 dya]^L}fL  
Bj09?#~[  
R#i|n<x  
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。 !<H[h4g  
Mez;DKJ`  
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。 Vo}3E]  
lE:X~RO"~  
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： eZWN9#p2  
V#.;OtF]  
    THERM }^Be^a<ub  
    COE 1 STYRENE ^prseO?A  
    TCHANGE 1 ?jbE3fW  
    5 ;<`F[V Zau  
    ATS 100 2 pW7vY)hj  
    END 0JQy-hpF  
pA%XqG*=Y  
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： jLX{$,  
@GqPU,RO  
    ACON 1 ?#!Hm`\.  
    PANT CZRrb84  
    VY 4 TH 1000 -1000 
lA {  
    VY 5 TH 1000 -1000 a]'sby  
    END \bY
uAE1q  
rGuhYYvK  
    AANT 8*kZ.-T B  
    ACON 1 hm3,?FMbq  
    M 0 1 A DELF yaD<jc(O  
    M 8.103249 1 A P YA 1 >Z?fX  
TU$PAwn=  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 c[E{9wp v  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 RR!(,j^M  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 y ,
isK  
J_YbeZ]  
    ACON 2 1MHP#X;|  
    M 0 1 A DELF \}xK$$f2,  
fiz2544  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   ;8/w'oe*j  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 #P*%FgROl  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 *@o@>  
    END 26JP<&%L  
R~8gw^w![  
    SNAP B!GpD@U  
    SYNO 20 MULTI z_R^n#A~r  
6TJ5G8z_  
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。 Pc>$[kT0  
$V-]DD%Y  
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。 L0uvRge  
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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。 ,\!4A  
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