[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。 .i0K-B  
:X2_#qW#C  
lu utyK!  
_&KqmQ8$7  
这是示例镜头X11，我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件： RTtKf i}  
a~o<>H  
    RLE )f8>kz(  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 #^FM~5KK  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' kHM Jh~  
     LOG      124 kG^76dAQL  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 q^X7x_  
     APS               1 Y,]Lk<Hm3  
     UNITS MM   X><C#G  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 0KA*6]h t  
     MARGIN       1.270000 s 6Wp"V(  
     BEVEL       0.254001 [9E~=A
#  
       0 AIR "8za'@D"f  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 .1QGNW  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 pn"!wqg  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 q<RjAi  
       1 CTE   0.255000E-05 @2(u=E:^  
       1 GTB U    'SILICON         ' G':3U  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 sG g458  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ;
`AB-  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR >a3m!`lq  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 n,T &n  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 e02Hf{eOfw  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 HcRw9,I'  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 7w )?s@CD  
       3 CTE   0.550000E-05 S!K<kn`E3  
       3 GTB U    'GE              ' ,GOIg|51  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 tFU4%c7V  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 fe .=Z&  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR `$a!CJu,  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 VoCg,gow   
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 }:$cK(|  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 g-3^</_fZ  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ;@+|]I  
       5 CTE   0.550000E-05 H3wJ5-q(  
       5 GTB U    'GE              ' Q:kg  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 TE`5i~R*  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 Lf_Y4a#  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR wm@m(ArE=  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 =By@%ioIGG  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 M+"6VtZH  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ;<~f-D,  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 E}wT5t;u  
       7 CTE   0.255000E-05 lHiWzt u  
       7 GTB U    'SILICON         ' bRo<~ rp%  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 r3V1l
8MV  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 <4{m99  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR z+Xr2B  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 EBhdP  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR aEf3hB*~  
     END P9!awLM-  
d` GN!^  
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 LhG\)>Y%  
$(}rTm  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： F:/x7]7??Z  
=gF035  
    CHG Z+B*V)a=  
    ALPHA A6061 MlTC?Rp#  
    END qV=:2m10x  
Na@bXcz)  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： ,ye}p1M  
cb-IRGF  
    THERM MkW=sD_  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 j$T12  
    END fz=8"cDR  
!B`z|#  
NV5qF/<M  
/? %V% n  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 #91^1jyMf  
%OoH<\w w  
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。 ;*?>w|t}w  
R;HE{q[ f  
*iB&tWv  
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。 )\yK61aX  
E6 oC^,ZRy  
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。 Cab-:2L]  
'p5M|h\:T  
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： 1;[KBYUH  
b |:Y3_>  
    THERM (uX?XX^  
    COE 1 STYRENE VL)<u"d4  
    TCHANGE 1 G:*vV#K  
    5 s[GHDQ;!  
    ATS 100 2 et5lfj  
    END 7R:j^"I@  
A~xw:[zy$a  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： he(K  
S ,F[74K  
    ACON 1 z5gVP8*z5  
    PANT  Gd A!8  
    VY 4 TH 1000 -1000 -]wEk%j  
    VY 5 TH 1000 -1000 3;buC|ky  
    END _-BP?'lN  
kNK0KL  
    AANT uZ8-?  
    ACON 1 3IRur,|'  
    M 0 1 A DELF 1\}XL=BE  
    M 8.103249 1 A P YA 1 }E ]l4N2  
.@fA_8  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 (Yz[SK=U}  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 xc*a(v0  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 *rTg>)  
NWh1u`  
    ACON 2 T1q27I  
    M 0 1 A DELF "gy&eR>  
D\G.p |9=  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   _<RTes  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 tAq0Z)  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 =/K)hI!u  
    END eP"B3Jw  
:%& E58  
    SNAP qkKl;Z?Y:  
    SYNO 20 MULTI FD[*Q2fU  
N&   
图像质量有下降，但仍在合理范围内，即使温度发生变化，焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 Lfn$Q3}O`$  
pl%!AY'oE>  
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。 l<XYDb~op  
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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。 V?dwTc  
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