[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。 hBqu,A  
}N|/
b"j9  
S8cFD):q  
uJ y@  
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： V9bLm,DtT  
j,-7J*A~  
    RLE nc{<v  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 lKwcT!Q4  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' >k#aB.6  
     LOG      124 18HHEW{  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 )K6{_~Kc\  
     APS               1 .WPqK>79|  
     UNITS MM   >dGYZfqD  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 =+L>^w#6=  
     MARGIN       1.270000 &Os Ritj  
     BEVEL       0.254001 7L6M#B[)e5  
       0 AIR X[ (J!"+  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 b#U%aPH  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 B;Z^.3  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ~k(Ez pn#  
       1 CTE   0.255000E-05 N-|Jj?c  
       1 GTB U    'SILICON         ' c%!wKoD  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ;$Jvqq|T  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 4\3t5n  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR M
2S|$6t:  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 {;/o4[jlg  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 J|IDnCK  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 1aG}-:$t'  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 xTZ5q*Hqx  
       3 CTE   0.550000E-05 xW4+)F5P(  
       3 GTB U    'GE              ' (c2\:hvy  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 pH[lj8S  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 z;
fSd  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR am
3E7u/  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 Ke'2"VkQt  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 E}=NZqOB!  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ZB&Uhi  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 {SJ7Yfs  
       5 CTE   0.550000E-05 !?/bK[ P,  
       5 GTB U    'GE              ' ]:s|.C%qI  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 n #I}!x>2  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 4?&a?*M  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR ""^BW Re D  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 @&##c6\$  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 VH6|(=8  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 %Qz`SO8x?  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ?/MXcI(  
       7 CTE   0.255000E-05 gDNW~?/  
       7 GTB U    'SILICON         ' ]#.&f]6l  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 oZ:F3 GQ4Q  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 F@bCm+z-  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR [frD L)  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 p|V1Gh<  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR d<? :Q  
     END F$p*G][  
'a?.X _t  
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 5)NBM7h  
\<x_96jt!\  
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： , %O3^7i  


d|+jCTKS  
    CHG fZ:rz;tM  
    ALPHA A6061 4$GRCq5N;  
    END \1C!,C  
%]$p ^m  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： T8TsKjqOZ  
={@ @`yP^$  
    THERM I jztj  
    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 T4Gw\Z%  
    END SH$cn,3F8  
D)7$M]d%  
fA0=Y,pzv  
=&:f+!1$  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 ~w9
=Fd6  
}\L!;6oy  
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。 SJc@iffS  
9.OwH(Ax7  
}cK~=@7tK  
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。 g74z]Uj.B  
;(0$~O$3u  
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。  {%~4RZ
A  
o"}&qA;  
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： `CE
j 4  
.A!0.M|  
    THERM r{2].31'  
    COE 1 STYRENE N|O]z  
    TCHANGE 1 }Wche/g`  
    5 DEQE7.]3q  
    ATS 100 2 &<|-> *v  
    END ;!JX-Jq  
X*9N[#wu6  
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： K7xWE,y  

'
uf\.F  
    ACON 1 7kX$wQZ_  
    PANT 9+8!xwR:  
    VY 4 TH 1000 -1000 1S(\2{Ylo  
    VY 5 TH 1000 -1000 _:Jp*z  
    END z(` }:t  
:IR9=nhS]  
    AANT euj8p:+X  
    ACON 1 ,c%K)KuPK.  
    M 0 1 A DELF w*u{;v#  
    M 8.103249 1 A P YA 1 %t~SOkx  
t.E4Tqzc>  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 a\{1UD
 
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 "7yNKO;W  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 QOV}5 0  
>^yc=mM(g3  
    ACON 2 EzIs@}  
    M 0 1 A DELF JS/M~8+Et  
Z%+BWS3YqY  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   AUxM)H  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 wMz-U- z  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ^IVe[P'  
    END >sQ2@"y)s2  
yOWOU`y?  
    SNAP ?Ml%$z@b?  
    SYNO 20 MULTI ok`]:gf  
s!#HZK  
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。 <Zp^lDxa  
aXdf>2c{JD  
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。 K DYYB6|  
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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。 =2 &hQd   
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