[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。 ;yqHt!N  
4xT /8>v2|  
<WWZb\"{  
1O,5bi>t7  
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： bHm/ZZx  
l#C<bDw  
    RLE 9ec?L  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 >q?{'#i /  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' n&&C(#mBC  
     LOG      124 o1\N)%  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 \nyqW4nTm  
     APS               1 C8v  
     UNITS MM   .nEMd/pX  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 d]K8*a%[-  
     MARGIN       1.270000 ~Fo2MwE2~  
     BEVEL       0.254001 \s)$
AF  
       0 AIR #k/T\PQ0s  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 z|],s]F>G  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 9a@S^B>  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ^GYVRD  
       1 CTE   0.255000E-05 f'"PQr^9  
       1 GTB U    'SILICON         ' yz,_\{}  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 "x]
7et,  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 6yUThv.G#  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR W,,3@:  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 $s ,g&7*-  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 T1RY1hb|g>  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 @6|0H`kv  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 OXZK|C;M}  
       3 CTE   0.550000E-05 7s%1?$B  
       3 GTB U    'GE              ' Q~Nq5[  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 ?HOnDw.v1  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 [vuikJP>1k  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR rFt+Y})  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 D|$0~1y  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 !Q_Kil.9  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 FeZWS>N  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 "ivVIq2  
       5 CTE   0.550000E-05 N`,,sw  
       5 GTB U    'GE              ' dj9i*#F  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 FmF[S&gFRs  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 .i?{h/9y  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR .#sX|c=W  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 VR_/Vh
]@  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 `tT7&*Os  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 !jEV75  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ">8oF.A^  
       7 CTE   0.255000E-05 }h/7M  
       7 GTB U    'SILICON         ' O
1X)  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 |FaK=e  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 Xg
USJ*  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR L`O7-'`  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 `B8`<3k/(  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR .MDSP/s  
     END fpZHE=}
r  
\%}]wf}  
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 =D?HL?  
WHjJR  
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： e50xcf1u  
`z/p,. u  
    CHG zcOm"-E-  
    ALPHA A6061 T8*;?j*@  
    END (?7}\B\  
JAMV@  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： wUg=jnY  
Z6WNMQ1:  
    THERM x}`)'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 }43qpJe8U  
    END )VG>6x  
BlT)hG(M>  
G:|]w,^i  
gd%Ho8,T  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 })PU`?f  
aAd1[?&  
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。 8OS^3JS3"  
d}?KPJ{  
Jfv'M<I  
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。 *[jq&  
PRyzvc~  
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。 ns/*WH&[x  
*cXi*7|=  
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： Ya<V@qd  
a>Aq/=  
    THERM eAQ-r\h'2  
    COE 1 STYRENE BG4TUt  
    TCHANGE 1 d[H`Fe6h  
    5 :UKc:JVNM  
    ATS 100 2 }U}ppq0Eo  
    END dgByl-8Q  
z-]ND  
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： / U~yYh  
CNWA!1n^Hy  
    ACON 1 r4?|sAK  
    PANT x],XiSyp  
    VY 4 TH 1000 -1000 )T slI  
    VY 5 TH 1000 -1000 KNF{NFk  
    END = ~*Vfx  
 ,HNk<W  
    AANT MQ'=qR  
    ACON 1 .%0a  
    M 0 1 A DELF Qo(<>d  
    M 8.103249 1 A P YA 1 z 7cA5'c  
cxPOO#  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 @6;ZP1  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 #z*,-EV|  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 k $# ,^)T  
02:`Joy2D  
    ACON 2 ;c@B+RquR  
    M 0 1 A DELF nF,zWr[x  
9m"EY@-  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   %w!x \UV  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ( pCU:'"  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 &-vHb  
    END [*H h6  
^%U`|GBZp  
    SNAP vZqW,GDfXo  
    SYNO 20 MULTI :hf%6N='kI  
wr>6Go%  
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。 &!+1GI9z  
gEgd/Le  
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。 eQfXUpk3@I  
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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。 je%y9*V  
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