[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。 \>CYC|  
r6&54f  
mnmP<<8C,  
]`&Yqg  
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： R}lsnX<  
KuMF^0V%c  
    RLE )('%R|$ /  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 VUhbD  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' wi4=OU1L)a  
     LOG      124 GDD '[;  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 \ gLHi~  
     APS               1 4\6N~P86  
     UNITS MM   'B@e8S)y  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 tI7:5Cm  
     MARGIN       1.270000 emdoA:w+   
     BEVEL       0.254001 *cC_j*1@  
       0 AIR TZ2=O<Kj  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 yQ^($#Yk  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 e46/{4F,  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 6IWxPt~  
       1 CTE   0.255000E-05 ik!..9aB  
       1 GTB U    'SILICON         ' 'JNElXqrv  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 >2]JXLq  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 VY)9|JJCO  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR fH)YFn/  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 F0:A]`|  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 DSt]{fl`P  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 RB+N IoQQ|  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 xia|+  
       3 CTE   0.550000E-05 cIp D~0\  
       3 GTB U    'GE              ' h}]fnA  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 Pv<24:ao  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 Ay !G1;  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR de>v  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 (s{RnD  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 6%fKuMpK(  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ?c7*_<W5  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 XK: 9r{r{  
       5 CTE   0.550000E-05 HO[wTB|D]  
       5 GTB U    'GE              ' +
3&zN(  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 Q4*fc^?u  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 SF5@Vg  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR T}4/0yR2  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 A0fFv+RN3  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 JqMDqPIQ  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ak:ibV  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 {'AWZ(  
       7 CTE   0.255000E-05 cKn`/\.H  
       7 GTB U    'SILICON         ' ]ix!tb.Q  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 me'd6!O9-  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 #?XQ7Im  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 3q`)*  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 8P"_#M?!  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR |QMhMGjV  
     END *bxzCI7b  
;L,mBQB?0b  
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 ixV0|P8,c  
JR@.R ,rII  
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： (I@rLvZr{  
?_v{| YI=  
    CHG HmZ{L +"  
    ALPHA A6061 Vur bW=~g  
    END ^mb[j`CCt  
hRq3C1mR  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： (%U@3._  
.cR -V`  
    THERM 8HZs>l  
    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 ) /v6l  
    END }=v)Js
 
nwN@DqO  
B}eA\O4}I  
l$YC/bP  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 \T;\XAGr  
&<+ A((/i  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 #BQ.R,  
@?[1_g_'P  
7Su#Je]  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 I(S)n+E  
W;1|+6x  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 )NO<s0?&  
f"(X(1F  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： uK'&Dam  
c)Ic#<e(  
    THERM 6&
!&\  
    COE 1 STYRENE n3lE,b  
    TCHANGE 1 Lgz$]Jbl8  
    5 3&x-}y~sg  
    ATS 100 2 k@ K
7yK  
    END fRfn2jA)d  
gt\MS;jMa  
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： \@>b;4Fb+N  
o0ZM[0@j  
    ACON 1 k/03ZxC-  
    PANT xP=/N!,#  
    VY 4 TH 1000 -1000 Z--@.IYoJ  
    VY 5 TH 1000 -1000 }@+NN ?P  
    END kqb0>rYa   
$HG}[XD?  
    AANT 2Sq_Tw3^  
    ACON 1 hb/]8mR  
    M 0 1 A DELF xcJ`1*1N  
    M 8.103249 1 A P YA 1 y}v+c%d  
2qi'g:qe  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 +p8BGNW,  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 %hN.ktZ/s  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ~O 3D[PNW~  
j,d*?'X  
    ACON 2 CAT.4GM  
    M 0 1 A DELF >|Q:g,I  
f1PN|  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   "C?5f]T  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 \7z^!m  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 .d?%;2*{q  
    END _al|'obomy  
ICB~_O5  
    SNAP 0GDvwy D1  
    SYNO 20 MULTI 0Y
]0!}  
L&-hXGx=7  
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。 WS2osBc  
7B3w\
 
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。 =N);v\ Q$!  
!TAp+b  
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。 LzDI0a.  
@mt0kV9  
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Y`6rEA0  
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