[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。 $pT%7jV}  
'1}rQqZ  
>Ufjmm${  
/ h6(!-"  
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： |m%M$^sZ}  
#c0 dZ  
    RLE UEq;}4Bo  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 PSdH9ea  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 4nh
e *ip  
     LOG      124 !k&~|_$0@  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 8dw]i1t<  
     APS               1 FNDLqf!j  
     UNITS MM   LaZF=<w(  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 lK^Q#td:`  
     MARGIN       1.270000 ,<lxq<1I  
     BEVEL       0.254001 2.2Z'$W
 
       0 AIR ndm19M8Y|  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 '^l/e: (H3  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 wE75HE`gW  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 dv0TJ 0%  
       1 CTE   0.255000E-05 eh'mSf^=p  
       1 GTB U    'SILICON         ' WRAW%?$  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 QD:0iD?  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 >:]fN61#  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR x~GV#c  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 \2<2&=h?  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 ~MY(6P  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 mm=Y(G[_%y  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Xl6)&   
       3 CTE   0.550000E-05 Z"gllpDr$  
       3 GTB U    'GE              ' -aNTFt~|[  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 $Yz &x%Lb  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 =tcPYYD  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR  ZW2#'$b  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 b,a\`%m}  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ZZC= 7FB  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 .Qh8I+Q%  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 e#^|NQ<'A  
       5 CTE   0.550000E-05 t%z7#}9$  
       5 GTB U    'GE              ' y`Pp"!P"O  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 Y%:p(f<  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 8{+~3@T  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR cM4?Ggn  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 f 5i`B*/  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 VP4t~$"  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 FA^x|C=$  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 d L%
E0o  
       7 CTE   0.255000E-05 , m|9L{  
       7 GTB U    'SILICON         ' `^J~^Z7Y-  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 ;(0:6P8I  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000
hqD;<:.  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR s*CKFEb#  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 #
>'1oC{  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR .%wEuqW=0  
     END ]bnxOk  
rF0zGNH  
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 \wRr6
-!_  
mFF]d  
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： -N\{QX1Yd  
3n:<oOV  
    CHG CJKH"'u3^  
    ALPHA A6061 2Bjp{)*  
    END P)ZSxU  
>qF KXzI  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： iKabo,~  
z~ u@N9M  
    THERM |I\A0aa  
    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 18A&[6"!  
    END '*,4F'  
''v1P
v-  
)ql?}  
Gm2rjpZeq  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 tiE+x|Ju"  
w|nVK9.  
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。 1UM]$$:i  
J/<`#XZB   
 iz^wBQ  
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。 >A,WXzAK}S  
E+1j3Q;  
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。 CQ( @7  
}\0"gM  
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： GC\/B0!  
2@&|hd=-  
    THERM <@vE3v;  
    COE 1 STYRENE \QM
Ska>  
    TCHANGE 1 0&nF Vsz  
    5 UUU^Y
T \  
    ATS 100 2 &"
kx(B  
    END {f&ga  
Q~@8t"P  
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： )[K3p{4  
j d81E  
    ACON 1 z>0"T2W y  
    PANT Q]7Q  
    VY 4 TH 1000 -1000 qJ/C*Wqic  
    VY 5 TH 1000 -1000 ww,c)$  
    END l46F3C|  
lhI;K
4#  
    AANT 6+u'Tcb  
    ACON 1 Ii,:+
o%  
    M 0 1 A DELF \S<5b&G  
    M 8.103249 1 A P YA 1 piG1&*  
-0X> y  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 |d3agfS[n  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 IID(mmy6 L  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 2$o[  
flB,
_  
    ACON 2 9vbh5xX   
    M 0 1 A DELF 709eLhXrH  
4r. W:}4:  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   m%V[&"5%e  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 %yMzgk[u  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 dvD<>{U,8  
    END SHk[X ]Uo  
(6BCFl:/Q<  
    SNAP 
+o  
    SYNO 20 MULTI |u{QI3#'  
mb/[2y<  
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。 [KH?5C  
mvgm o  
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。 h2%:;phH  
u,m-6@il  
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。 gHx-m2N
 
_o.Z`]  
 /Xz4q!Ul  
OD]J@m  
xiF%\#N  
!_ Q!H2il  
\`zG`f