[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。 +'$=\d^  
[N
}:Di,S  
\v7M`! &  
ZM/*cA!"  
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： SU.T0>w  
g_G'%{T7  
    RLE T`f6`1x  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 zg!;g`Z@S  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 6,sZo!G  
     LOG      124 wRL=9/5(8  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 @Y'BqDFlZ  
     APS               1 )8ejT6r  
     UNITS MM   ~3Y)o|D3  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 gG0P &9xz  
     MARGIN       1.270000 k=j--`$8k  
     BEVEL       0.254001 k&4@$;Ap  
       0 AIR f%0^89)  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 CwQgA%)!i  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 MR/jM@8  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 %EYh5W  
       1 CTE   0.255000E-05 ~y%8uHL:  
       1 GTB U    'SILICON         ' yjODa90!G  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 &k+G^ !=s#  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 SF2A?L?}+  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR utxT$1iJn~  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 L+7j4:$B8  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 r3oAP[+n  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 rxu 6 #v F  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 5n,?>>p$  
       3 CTE   0.550000E-05 `QV}je  
       3 GTB U    'GE              ' [#>ji+%=  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 ^GG6%=g'  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 /238pg~Cw5  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ]w.:K*_=  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 76a+|TzR  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 eOa:%{Kj  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 zXQo pQ1  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 FN5*pVD;<  
       5 CTE   0.550000E-05 nj99!"_  
       5 GTB U    'GE              ' pqO}=*v@  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 !uLW-[F,  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 h% BA,C  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR @e#eAJhU  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 e0%?;w-TL  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 vh3Xd\N  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 /w0l7N  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Qhb].V{utV  
       7 CTE   0.255000E-05  *r Y6  
       7 GTB U    'SILICON         ' YRF%].A%2  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 _ETG.SYq  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 A6Ttx{]  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR D4[1CQ@}4D  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 elCDPZTf  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR `An`"$z  
     END i,NU%be  
/%Lj$]S7[4  
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 Z.+-MNWV  
09<O b[%h  
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： |LA./%U  
+HNY!fv9  
    CHG f^il|Obzl  
    ALPHA A6061 ]YQ[ )  
    END ''S*B|:  
!_rAAY  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： ;Pik},  
vR<Y1<j  
    THERM {s!DRc]ln  
    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 bFk >IifN  
    END g#qt<d}j  
|>a sGP  
.C(Ir  
N*w/\|  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 u5^fiw]C  
A\Rkt;:  
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。 ko\VDyt,  
,<n >g;  
DK 4 8  
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。 mY?^]3-_  
{Y-<#U~iH  
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。 8<ZxE(v  
I*_@WoI*  
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： pUx~  
Lbk?( TL  
    THERM {vh}f+2  
    COE 1 STYRENE 4d3]L` f  
    TCHANGE 1 =4cK9ac  
    5 ?{l}35Q.@  
    ATS 100 2 WGFp<R  
    END =?>f[J5  
^6s<  
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： t98t&YUpm  
ei)ljvvmHP  
    ACON 1 DdDO.@-Z  
    PANT Xdj` $/RI  
    VY 4 TH 1000 -1000 P F#+G;q;  
    VY 5 TH 1000 -1000 n{JBC%^g  
    END x!GHUz*:uz  
W1S7%6y_1  
    AANT wYy=Tl-N  
    ACON 1 k4jZu?\C]  
    M 0 1 A DELF '<_nL8A^  
    M 8.103249 1 A P YA 1 S~L$sqt  
[:<CgU9C  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 =TKu2  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 zhtNL_  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ]V*s-och'  
ek!x:G$'  
    ACON 2  gSQq  
    M 0 1 A DELF _7r<RZ  
Ik2yIf5d  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   Z18T<e  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 vw VeHjR  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Vm}OrFA  
    END rOd<nP^`\  
?145^ w  
    SNAP 4ti\;55{W  
    SYNO 20 MULTI (os}s8cIh  
Bfe#,  
图像质量有下降，但仍在合理范围内，即使温度发生变化，焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 Zp@j*P  
R:c$f(aKv%  
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。 U;QTA8|!&  
ggQ/_F8u  
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。 A;ip V :)  
5(RFkZn4[  
JDPn   
EH{m~x[Ei  
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