[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。 5)=YTUCk  
:YUQKy  
RA3!k&8?#  
yk0#byW`  
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： J5#shs[M:  
,b'QL6>`  
    RLE ]1dnp]r  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 =;m
;r!,K  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' f}ES8Hh[  
     LOG      124 l|"SM6
  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 S7kZpD$  
     APS               1 ;-"'sEu}  
     UNITS MM   "yG*Kh7ur  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 Z9p`78kYyh  
     MARGIN       1.270000 =g^k$ Rc  
     BEVEL       0.254001 +sm9H"_0  
       0 AIR _J ZlXY  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 Xo/0lT  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 c0.? d]  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 %Q.|qyq  
       1 CTE   0.255000E-05 +2Wijrn  
       1 GTB U    'SILICON         ' XM:Y(#?l  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ?5Q_G1H&  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ?>T (  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR 8I)}c1j`v  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 "LkI'>3}  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 ]MaD7q>+R  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 D&/~lhyNZ  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ,k+F8{Q.  
       3 CTE   0.550000E-05 Sc,ajT  
       3 GTB U    'GE              ' qt,;Yxx#^  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 %O02xr=  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 hNUka
P  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR N}X7g0>hV  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 /;V:<mekf  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 dA[S@ysvG  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 a8v9j3.  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 v7#`b}'W  
       5 CTE   0.550000E-05 i$"M'BG  
       5 GTB U    'GE              ' Tp&7C
Nl|  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 $Y=xu2u)  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 .NRSBk  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR XFJz\'{  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 6[S-%|f  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 Og/@w&  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 tJ9-8ZT*  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 SE0&CV4  
       7 CTE   0.255000E-05 %?i~`0-:n%  
       7 GTB U    'SILICON         '  cFV3  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 -;W`0k^  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 ]Z=O+7(r  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR P>[,,w  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ]>H'CM4JR  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR %Z!3[.%F  
     END #8sv*8&  
2NvbQ 3c5  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST uj^l&"  
GQ])y  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： I6.}r2?;A  
_6Qb 3tl  
    CHG h-6zQs  
    ALPHA A6061 u~\l~v^mj  
    END "e@?^J)  
+A%"_7L}  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： L2`a| T=  
_n=,H  
    THERM j5~nLo2  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 2Wp)CI<\D  
    END %Qy9X+N:  
D'Y=}I)8Dn  
< +X,oxg  
F,/yK-9  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 1vUW$)?X  
P{%R*hb]  
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。 fYUbr"Oe  
SU>cJ*  
f,0,:)  
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。 X(dHhO  
&)GlLpaT  
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。 +p):  
&T2qi'  
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： ^<w3i?KPW  
*Y<1KXFU  
    THERM WR5W0!'Tf  
    COE 1 STYRENE }4XXNYH  
    TCHANGE 1 &09g0K66  
    5 ^
gdv:[m  
    ATS 100 2 (8jQdbZU
 
    END Y7WU4He L  
vR?E'K3  
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： 1,Ji|&Pwf  
RC+`sZE9  
    ACON 1 8G?OZ47k#  
    PANT 1qd(3A41  
    VY 4 TH 1000 -1000 .$N
8cYu0  
    VY 5 TH 1000 -1000 U~s-'-C/  
    END {bMOT*X=A  
yR
4++yk  
    AANT &LDA=B  
    ACON 1 &l _NCo2  
    M 0 1 A DELF .qg 2zE$0  
    M 8.103249 1 A P YA 1 z%~rQa./$  
;k5B@z/<S  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 t>%+[7?6  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 qJYEsI2M  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 5%;=(Oig  
K~Z$NS^W&  
    ACON 2 f}uW(:f  
    M 0 1 A DELF r9!,cs  
@D7/u88|  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   -Ta| qQa  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 @lTd,V5f  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Ah Rvyj  
    END Pe)SugCs  
<-O^ol,fX  
    SNAP \3 M%vJ  
    SYNO 20 MULTI Ys+NIV#Q  
NkY7Hg0  
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。 NNn sq@?6  
*rv7#!].  
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。 734<X6^1  
hd~0qK  
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。 2b^E8+r9  
%WAaoR&u  
8;5@5Au  
l }WvO]  
)UN_,'H/V  
!A'3Mw\Nm  
eh}I?:(a?