[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。 Wj INY  
$97EeE:{M  
1ir~WFP  
pq +~|  
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： zvOSQxGQ  
$N/"c$50,  
    RLE d$5\{YLy
 
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 Y^2]*e%  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' #`qP7E w  
     LOG      124 jM[]Uh  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 Qm@v}pD  
     APS               1 2)T.Ci cx  
     UNITS MM   C^ 1;r9  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 i%# <Hi7  
     MARGIN       1.270000 =z4kK_?F,  
     BEVEL       0.254001 d>h
Lnz1O  
       0 AIR cyXnZs ?|  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 PzH#tG&.j  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 lG R6S  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 h(gpqSN  
       1 CTE   0.255000E-05 Evt&N)l!^  
       1 GTB U    'SILICON         ' wvz_)bN~A  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 glUf.:]  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 u(C?\HaH  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR {GhM,-%e  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 q3e^vMK"  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 ICm/9Onh&  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 EZ)$lw/!J  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 J_N`D+m  
       3 CTE   0.550000E-05 XAb-K?)  
       3 GTB U    'GE              ' #G\;)pT  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 hZ~\Z S7  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 k|;[)gE  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR Rd:wMy$  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 dU.H9\p  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 us>$f20T  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 fl*>m,  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Ja%(kq[v  
       5 CTE   0.550000E-05 V[fcP;
  
       5 GTB U    'GE              ' VjGtEIew  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 vJfj1 f  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 ]}A3Pm- t*  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR g/BlTi
 
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 W8Aii'Q8C/  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 &!KW[]i%9}  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 *c'hmAs  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 .!yw@kg  
       7 CTE   0.255000E-05 BjAmM*k  
       7 GTB U    'SILICON         ' 3}V-'!  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 n81z0lnr  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 #7"*Pxb#A  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR D9-D%R,
 
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 G;yh$n<"  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR ^gd[UC-"w  
     END Oq4J$/%  
qb?9i-(  
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 HRF;qR9v  
$Y&rci]  
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： kzXmiBL<9  
0zrZrl  
    CHG hkoCbR0}8  
    ALPHA A6061 I+g[ p  
    END :y8wv|m  
2#t35fU  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： #t?tt,nc}  
3PgiV%]  
    THERM <P#]U"?A  
    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 k-XE
|v  
    END K6nGC  
e9@7GaL`"S  
5*IfI+}  
< rqFBq8  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 Y1Sfhs)  
M qG`P  
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。 )MlT=k6S  
zf}X%tp  
AV:P/M^B  
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。 .uwD;j +#  
@EV*QC2l;Y  
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。 C=uYX"  
U-0A}@N  
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： oP 4z>  
v(vJ[_&%  
    THERM Gn7P` t*.  
    COE 1 STYRENE oo{3-+ ?  
    TCHANGE 1 G.[,P~yy.  
    5 `7mRUDz  
    ATS 100 2 <JNiW8 PG  
    END kvo V?<!  
Obb"#
W@3  
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： oR_qAb  
MrGq{,6C  
    ACON 1 SV}C]<  
    PANT yl'@p5n  
    VY 4 TH 1000 -1000 cEc_S42Z  
    VY 5 TH 1000 -1000 (Sd8S`xO  
    END Z2cumx(  
FC BsC#
 
    AANT wTw)GV4  
    ACON 1 X@j.$0eK  
    M 0 1 A DELF f+K vym.  
    M 8.103249 1 A P YA 1 ~aZy52H_#.  
bB->7.GXu  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 H/?@UJ5m  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 P56B~M_  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 B2/d%B  
Vw>AD<Rl  
    ACON 2 8uq`^l%KkZ  
    M 0 1 A DELF .4&pi  
Vhi4_~W3j]  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   ??u*qO:p  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 4v?}K  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 RNMd,?dj  
    END %UXmWXF4$  
)nM<qaI{  
    SNAP +$;*"o  
    SYNO 20 MULTI *&nIxb60b{  
FJCLK#-  
图像质量有下降，但仍在合理范围内，即使温度发生变化，焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 y:Ne}S*ncE  
.X](B~\!  
我们已经为TH变量输入了确定的限制，因为程序不会让正TH变为负数。为了保持放大率不变，我们为主光线的YA添加了一个目标。您可以参考用户手册，以获得有关此功能的完整。 \MU-D,@  
ZR8
%h<  
SYNOPSYS™ 现已更新至 2023 最新版本，扫码添加工作人员可申请免费试用。 .:I^O[k  
vi;yT.  
R}E$SmFg  
f>zd,|)At  
i[4t`v'Dk  
\f-@L;8#  
l0K_29^