[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。 hA/K>Z  
j^ex5A.& &  
gBf%9F  
*GTCVxu  
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： TCv}N0  
X+ h|s
y  
    RLE DU|0#z=*t5  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 iKs/8n  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' QY/36gK  
     LOG      124 +}J2\!Jw  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 Y_xPr%%A  
     APS               1 -{-w5_B$  
     UNITS MM   vB#&XK.aW  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 3QL'uk  
     MARGIN       1.270000 S6`4&0'  
     BEVEL       0.254001 eICk}gfun  
       0 AIR BJ@tUn  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 d/j$_NQ&!  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 bWW$_Spr  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 RL[?&L$7^%  
       1 CTE   0.255000E-05 0Zs}y\J`  
       1 GTB U    'SILICON         ' F]q pDv  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 )R<hYd  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 Ir_K83VM  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ?Xx,[
Z&  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ~Q0gSazXFt  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 /q ;MihK  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 0~<d<a -@  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 S=n,unn#t  
       3 CTE   0.550000E-05 Y\Odj~Mj  
       3 GTB U    'GE              ' +>@<'YI<  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 e@Q<hb0<eU  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 p%jl-CC1  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR AVyqtztQ  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 .|NF8Fj  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 :CNHN2 J  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 SYOND>E  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ?PO~$dUc]  
       5 CTE   0.550000E-05 Z}5;K"T/  
       5 GTB U    'GE              ' cP''  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 .nJErC##  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 8&7LF  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR P%]li`56-c  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 HW;,XzP=  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 DK}k||-  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 @V Bv}Jo  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Qv,8tdx  
       7 CTE   0.255000E-05 U+3,(O  
       7 GTB U    'SILICON         ' <]r.wn=}M  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 >?ZH[A  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 6] <~0{  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR =toqEm~  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ,a9<\bd)  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR O['gp~P"  
     END kL 6f^MoL  
+/*g?Vt  
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 {w$1_GU  
-ve{
O-;  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： -o#HO_9  
AF g*  
    CHG JV=d!Gi[C  
    ALPHA A6061 UQgOtqL3  
    END qba<$  
M;V (Tf  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： o
>mZ$  
h@7Shp  
    THERM +|Z1U$0g  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变  O
;h]  
    END =W"BfG  
n8DWA`[ib  
]1>U@oK  
IT5AB?bxH  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 2s_shY<=}L  
7d*SZmD   
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 -h%;L5oJ2,  
<cW$ \P}hV  
>Ip>x!wi  
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。
PdcF  
qRT1Wre 3  
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。 !Sx}~XB<  
H)(@A W+-  
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： ?}\aG3_4  
h~)oiT2v  
    THERM NTS tk{s,  
    COE 1 STYRENE Wu(6FQ`H  
    TCHANGE 1 SV}
q8z\  
    5 s7e)Mt  
    ATS 100 2 R}IMX9M=  
    END u P
OmiF  
mE^mQ [Dk  
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： %p6"Sg*  
H RJz  
    ACON 1 fz#e4+oH  
    PANT ,7,x9qE"  
    VY 4 TH 1000 -1000 Vb*q^ v  
    VY 5 TH 1000 -1000 Is&z~Xy/  
    END :SUPGaUJ"  
h$.y)v  
    AANT [ R1S+i  
    ACON 1 -Zc 6_]F|  
    M 0 1 A DELF iD+Q\l;%  
    M 8.103249 1 A P YA 1 F#>?i}  
0(\ybppx  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 g N76  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 9r=@S  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 hn\<'|n  
(yIl]ZN*  
    ACON 2 sJo]$/?F  
    M 0 1 A DELF 4^vEMq8lB  
(oO*|\9u  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   ]vj=M-:+  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 H'|b$rP0@  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 M>^Ho2  
    END Q= IA|r
N  
vJ9Uw  
    SNAP ,4wVQ(,?cd  
    SYNO 20 MULTI T;K,.a8bU  
+X6xCE  
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。 E/z^~;KA  
g]?&qF}  
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。 3;(;'5|Z  
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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。 }PdS?[R  
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