[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。 "gdmRE{x  
K$Y!d"D  
f&(u
[W  
zp4Jd"XBX  
这是示例镜头X11，我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件： A5Yfm.Jy  
I?"cEp   
    RLE ]}F_nc2L  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 6Pl$DSu  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' @5zL4n@w  
     LOG      124 Qg?^%O'  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 c\.4I4uy  
     APS               1 pr/yDGia  
     UNITS MM   _p7c<$;  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 i}RxTmG<  
     MARGIN       1.270000 B{QY-F~  
     BEVEL       0.254001 oj@B'j  
       0 AIR !yH&l6s  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 E$f.&<>T  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 D(}v`q{Y  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 8;.WX  
       1 CTE   0.255000E-05 +"T?.,  
       1 GTB U    'SILICON         ' R{@WlkG}  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 kwK<?\D  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 52K3N^RgR  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR Z KnEg2a  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 `#2}[D   
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 vhZpYW8  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 hp,bfcM  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 pF#nj`L  
       3 CTE   0.550000E-05 z)q9O_g9  
       3 GTB U    'GE              ' 8@Xq ,J  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 &iL"=\#  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 qJVW :$1q  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR +D`IcR-x  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 <;+&`R  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 0NZg[>H  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 !iCY!:  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 qWtvo';3  
       5 CTE   0.550000E-05 .'p_j(uv  
       5 GTB U    'GE              ' hFZ7
{pj  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 D^I%tn=F  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 G*mk 19Z  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR ?A2#V(4  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 WWc{]R^D  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 a*NcL(OC  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 OYgD9T.8^  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ]U! ?{~  
       7 CTE   0.255000E-05 U8?QyG 2A  
       7 GTB U    'SILICON         ' 7:R8QS9  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 +I5@Gys  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 9EK5#_L[=  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR y0M^oLx  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 d5\w'@Di  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR K]oFV  
     END @.a[2,o_  
O]~cv^  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST w=s:eM@  
pz6fL=Xd  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： bf-.SX~  
g03I<<|@  
    CHG 7pMrYIP  
    ALPHA A6061 V"#ie Yn  
    END a"0Xam  
9h<];  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： #
Fl"#g$  
vp1IYW  
    THERM `!kOyh:X  
    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 B5~S&HQ?B6  
    END |#LU"D  
c-z ,}`  
CbVUz
<  
/z>G=kA  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 8Sd<!  
Nj5Mc>_   
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。 ?V4?r2$c  
b\Y<1EV^
[  
(xBS~}e  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 JZNRM
xu  
PF2PMEBx!  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 #;)Oi9{9;  
oa?bOm  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： [ma'11?G  
[ p$f)'  
    THERM NGOc:>}k>  
    COE 1 STYRENE d`5xd@p  
    TCHANGE 1 )gYsg  
    5 P hs4]!  
    ATS 100 2 CH[U.LJQ-O  
    END "-88bF~  
0/S|h"-L  
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： 5 >S#ew  
SMY,bU'a  
    ACON 1 Aw~ =U!  
    PANT o|
YY,G=C  
    VY 4 TH 1000 -1000 ig5 d-A  
    VY 5 TH 1000 -1000 c>#T\AEkF  
    END ?`bi8 Ck  
~[l6;bn  
    AANT b R> G%*a  
    ACON 1 VNBf2Va  
    M 0 1 A DELF  S<#>g s4  
    M 8.103249 1 A P YA 1 dQT A^m  
{VtmQU?cJ  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 epuN~T  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 Ri=:=oF
(  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 +:k Iq  
Sio^FOTD  
    ACON 2 |ZZl3l=]  
    M 0 1 A DELF F7P?*!dx  
e&sZ]{uD  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   vikA  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 : 8dQ8p;  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 XHs>Q>`  
    END +z}O*,M"q  
s.7\?(Lg  
    SNAP @SeInew;`l  
    SYNO 20 MULTI "Zm**h.t  
;,2i1m0
"  
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<,8  
Wi7!J[ 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。 ZeM~13[  
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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。 B=14 hY@`  
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