[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。 =
BbXSwv'(  
;Zc0
imYL  
CtUAbR  
*^XMf  
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： I}|E_U1Qj  
F6\4[
B  
    RLE i2-]Xl  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 Q(R-8"  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' :fUNc^\2  
     LOG      124 EWXv3N2)  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 y3bL\d1  
     APS               1 b2RW
=m-  
     UNITS MM   "`mG_qHI[  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 D( y c  
     MARGIN       1.270000 3JD"* <zs  
     BEVEL       0.254001 \^!<Y\\  
       0 AIR 1;!dTh  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 uc\G)BN  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 A<(Fn_&W  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 `uqe[u;`6  
       1 CTE   0.255000E-05 I|2dV9y  
       1 GTB U    'SILICON         ' J3/e;5w2Z  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 s7\Ee-x)s  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 -Vs;4-B{9  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR 9H53H"5q  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 JUJrtKS  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 dp2FC  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 d7uS[tKqg  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 [#AI!-  
       3 CTE   0.550000E-05 dz/3=0  
       3 GTB U    'GE              ' P,7R/-u5D  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 H`yUSB IP  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 M5xMTP-  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR i?V:+0#q\]  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644  B`vC>  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 Zrew}0  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 &g=6K&a$a  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 8|u8J0^  
       5 CTE   0.550000E-05 ?B`c<H"  
       5 GTB U    'GE              ' H> n;[  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 !<F5W<V  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 iszVM  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR qWXw*d1]  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 ]4'V59\  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 y>cT{)E$  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Cd_H<8__  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 @Y ?p-&  
       7 CTE   0.255000E-05 kLXa1^Lq  
       7 GTB U    'SILICON         ' &#9HV  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 DD6K[\  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 B"`86qc  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 3GMrdG?Y  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 TXbi>t:/S{  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR <W^>:!?w  
     END 2ppJ;P{k  
+O8}twt@  
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 &
Gm3  
/8,cF7XL*  
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： l{\k\Q!4  
821 6_Qm  
    CHG R$">
 
    ALPHA A6061 ?}S~cgL -  
    END ' R= OeH  
 [L  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： D+h`Z]"|  
COxJ,v(  
    THERM ,8DjQz0ZPo  
    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 xj5MKX{CJT  
    END xo(>nFjo  
X1Kze  
;9)=~)  
/1hcw|cfC  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 #qEUGD`  
N`vPt?@  
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。 _1jeaV9@  
!1<>][F  
A8ClkLC;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。 g&/r =U  
)-i(%;,*e  
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。 ;F/s!bupCM  
Gd|j
E  
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： Oj
K+`D_C  
p(yHB([8  
    THERM )<T2J0*  
    COE 1 STYRENE QQ99sy  
    TCHANGE 1 OV-#8RXJ  
    5 |e2s{J2   
    ATS 100 2 tU-jtJ  
    END  >6'brb  
pQ`S%]k.<  
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： 4@@gC&:Y  
(V`ddP-  
    ACON 1 y*lAmO  
    PANT ]/Cu,mX  
    VY 4 TH 1000 -1000 &Z+.FTo  
    VY 5 TH 1000 -1000 qITd.< k  
    END hNF,sA  
Jx8DVjy  
    AANT oho~?.F  
    ACON 1 {HP.H
K  
    M 0 1 A DELF wR9gx-bE 4  
    M 8.103249 1 A P YA 1 3`ze<K((  
?9z1'6  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ho6,&Bp8  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 (y2P."  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 p
x^brzLQo  
-M-y*P
)  
    ACON 2 @SAJ*hfb0  
    M 0 1 A DELF z|zd=3c  
T{Yk/Z/}?  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   r6e!";w:U  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 !6*4^$i#o  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 <-!'V,c  
    END U,,r
B(  
?MJ5GVeH  
    SNAP 0Pg@%>yb~  
    SYNO 20 MULTI <##aD3)  
d)v!U+-|'  
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。 OJ}aN>k  
a0cW=0l=  
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。 NqN9  
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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。 !)uXCg9U  
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