[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。 UQ~rVUo.c  
&3J#"9_S  
Q[KR,k  
k 'b|#c9c  
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： h`j gF  
M8}M*\2  
    RLE ^IYN"yX_  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 uSjMqfK  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' ?Sxnq#r#  
     LOG      124 {jI/9  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 N-]n>E  
     APS               1 V:J6eks
_  
     UNITS MM   I:"`|eHxv  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 Hyg?as>}u  
     MARGIN       1.270000 ]0le=Ee^%  
     BEVEL       0.254001 !Ua#smZ  
       0 AIR Nj\WvKG  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 78-:hk  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 0iHI"9z  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 {IvCe0`  
       1 CTE   0.255000E-05 Wg1WY}zG  
       1 GTB U    'SILICON         ' )frtvN7  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 U\{Z{F%8  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 91XHz14  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR 9Ba<'wk/>"  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 xWm'E2  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 !c7Od )]  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 mUbaR  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 bJD"&h5  
       3 CTE   0.550000E-05 =Yk$Q\c
 
       3 GTB U    'GE              ' ez>@'yhK  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 [PT_y3'%  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 O.dNhd$  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR KWo)}m*6  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 4`F*] Ft  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 8Bvjj|~ (@  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 `L>'9rbZO  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 9P$'ON'"  
       5 CTE   0.550000E-05 %XeU4yg\e  
       5 GTB U    'GE              ' d\f5\Y  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 D4wB &~U  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 K\q/JuDfc  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR ;`+,gVrp  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 4o8!p\a  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 HNPr| (  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ~6nQ-  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 +}Pa/8ybJ  
       7 CTE   0.255000E-05 U DG _APf  
       7 GTB U    'SILICON         ' t-Wn@a  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 _
xUXt)k  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 Mx }(w\\T  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR h(sD]N  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 P,wJ@8lv  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR rdRX  
     END slx^" BF^  
khfE<<$=  
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 K*<n<;W  
.H&;pOf  
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： LtQy(F%8/  
O\w%E@9Fh  
    CHG
mR^D55k  
    ALPHA A6061 >XF@=Jp  
    END -1R~3j1_  
jc<3\
7  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： vC7sJIch2<  
uP$K{ )  
    THERM -h_v(s2  
    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 ec=C7M |  
    END BzZy s  

k[p  
7qk61YBLz  
X%dOkHarB  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 +*dJddz  
:97`IV%
 
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。 O6pjuhMx  
JnZxP> 2B  
mNJB0B};m  
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。 #FcYJH  
y+Pu
kHY  
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。 E(oNS\4  
;@L#0  
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： A9#2.5  

#k6;~  
    THERM "hvw2lyp3  
    COE 1 STYRENE .28*vkH%C=  
    TCHANGE 1 'e*C^(6  
    5 b?$3jOtW  
    ATS 100 2 h^s}8y  
    END 5v3B8 @CsA  
(xTHin$  
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： ,LW0{(&z  
mF1oY[xa_  
    ACON 1 LF0~H}S;6B  
    PANT _RmrjDk  
    VY 4 TH 1000 -1000 4-m%[D |W  
    VY 5 TH 1000 -1000 "*
0 szz'  
    END 1@y?OWC  
y8L:nnSj  
    AANT >|s=l`"Xz  
    ACON 1 FKQnz/
 
    M 0 1 A DELF I#0.72:[  
    M 8.103249 1 A P YA 1 @dXf_2Tv=  
W1
OGN4`C  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 @l?%]%v|  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 +k>v^sz  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 =4I361oMf  
\!PC:+uJ  
    ACON 2 NOx| #  
    M 0 1 A DELF {p-%\nOC  
p|((r?{  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   'L,rJ =M3  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 IV*}w"r  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 J kA~Ol  
    END H [v~  
z TK  
    SNAP "7l}X{b  
    SYNO 20 MULTI w+}dm^X  
YZk&'w  
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。 ^v},Sa/ot]  
U*b SM8)L*  
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。 @iaN@`5I6s  
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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。 56)B/0=  
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