[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。 k;9"L90  
bG6<=^  
\"u3x.!  
f YuM`O  
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： :9Vd=M6,  
Y[yw8a  
    RLE @~l?hf  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 "<J%@  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' ,LHQ@/}A C  
     LOG      124 2m?!!Weq  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 b88Zk*  
     APS               1 !&Z,ev  
     UNITS MM   WZ<kk T  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 Hw"UJP  
     MARGIN       1.270000 gxku3<S  
     BEVEL       0.254001 *KXg;777  
       0 AIR k9^Vw+$m  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 oe5.tkc  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 f @cs<x  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 DB>Y#2j4h  
       1 CTE   0.255000E-05 O(( kv|X4  
       1 GTB U    'SILICON         ' 
%ycCNS  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ~BVK6  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 z]
YP  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR %YaUc{.%  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 @MV%&y*z.  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 7(<49bb.V  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 O&:0mpRZ  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 GD$jP?  
       3 CTE   0.550000E-05 #89h}mp'  
       3 GTB U    'GE              ' |@-%x.y  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 ?]=fC{Rh  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 Qjj:r~l  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR W].P(A
>m  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 Jb~-)n2  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 6rnehv!p  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 IKK<D'6  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 >t"]gQHtx  
       5 CTE   0.550000E-05 p.2>
-L  
       5 GTB U    'GE              ' LaE;{jY  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 axY-Vj
 
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 O8+[)+6^  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR bw7!MAXd  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 bmAgB}Ior  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 ,<lxq<1I  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 }eX_p6bBw  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 v}IP%84  
       7 CTE   0.255000E-05 FGOa!G  
       7 GTB U    'SILICON         ' vII8>x%*  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 0NSn5Hq  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 ] %*970  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR ^gFjm~2I  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 sQ^>.yG  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR Ssu{Lj  
     END %f;(  
&bJ98Nxl  
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 34C ^vBp  
t.pg;#  
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： LeW.uh3.  
lq@Vb{Z  
    CHG ]tZ5XS  
    ALPHA A6061 UBRMV s  
    END F$ .j|C1a  
Snt=Hil`  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： JMOP/]%D  
z1+rz%  
    THERM E|9LUPcb  
    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 wc%  
    END Z"?AaD[  
A!k}  
x=B+FIJ  
U30)r+
&  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 ~+>M,LfK  
LbR/it'}  
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。 l7{hq}@;cC  
f 5i`B*/  
VP4t~$"  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 :,q3?l6  
3r em"M  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 (P#2Am$  
Xs?7Whc6  
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： 8 (^2  
;D8Nya>%  
    THERM
Vd<= y  
    COE 1 STYRENE e+R.0E  
    TCHANGE 1 5,AQ~_,'\  
    5 <Awx:lw.  
    ATS 100 2 ($(1KE  
    END \>=YxB q  
3/rvSR!  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： K[sM)_I  
cHsJQU*K6  
    ACON 1 Z `\7B e  
    PANT 'fAD Dh}  
    VY 4 TH 1000 -1000 JNp`@`0V  
    VY 5 TH 1000 -1000 vWkKNB  
    END T4!]^_t^  
x>8f#B\Mr  
    AANT <$yer)_J!k  
    ACON 1 hTG d Uw]  
    M 0 1 A DELF ^Js9E  
    M 8.103249 1 A P YA 1 3sZK[Y|ax  
#6H<JB  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 H4:TYh  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 sId5pY!  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ,;d9uG2  
O[L8(+Sn  
    ACON 2 fA,+qs  
    M 0 1 A DELF NUnP'X=J,  
3N*Shzusbt  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   "tj#P  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 \7j)^  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 =hs@W)-O  
    END =h_gj >  
YqJIp. Z  
    SNAP %|,<\~P  
    SYNO 20 MULTI <@vE3v;  
t!u*6W|@  
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。 wKeqR$  
.4Ny4CMHZ  
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。 8_,ZJ9l;  
]czy8n$+  
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。 Y>#c2@^i<  
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