[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。 KpS=oFX{}  
]#q$i[Y  
ilQ\
+xR{b  
Ml+f3#HP  
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： cRf;7G  
wjOqCF"  
    RLE Y!|};  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 }:0HM8B7!  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' lb"T'}q  
     LOG      124
(
m.jC}J  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 G~Y#l@8M+  
     APS               1 YsO`1D  
     UNITS MM   >S?7-2X  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 ?:zMrlX  
     MARGIN       1.270000 F{}:e QD  
     BEVEL       0.254001 eMH\]A~v"  
       0 AIR 15DlD`QV  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 )MX%DQw  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 \D[~54  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 C|QJQ@bj0  
       1 CTE   0.255000E-05 xrJ0  
       1 GTB U    'SILICON         ' -r0oO~KT  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 #KtV4)(  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ;{n*F=%uC  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR H"2,Q T  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 >v%UV:7ap  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 EVbDI yFn  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 a$6pA@7}  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 VC!g,LU|-  
       3 CTE   0.550000E-05 Yc(lY N  
       3 GTB U    'GE              ' Q?9eu%G6I  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 Ax!fvcsN  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 .+^o{b  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR VAa;XVmB  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ]08
~bL1Q  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ,z0E2  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 HsK52<  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 "n<u(m8E  
       5 CTE   0.550000E-05 9x9E+DG#(  
       5 GTB U    'GE              ' uQW d1>  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 b55G1w  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 %,)Xi  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 8ZO~=e  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 j7HOh
|q  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 %E2C4UbY  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ra\|c>[%  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 i{>YQ  
       7 CTE   0.255000E-05 WF<*rl  
       7 GTB U    'SILICON         ' /bqJ6$  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 j;*= ^s  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 V0:db  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR c<qJs-C4;  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 c-
a;nAR  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR G@S'_  
     END w;^7FuBaC  
7jF2m'(  
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 nL!nzA  
_Hq)mF  
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： q
k(u5Z  
s-
xby~  
    CHG #.\X%!  
    ALPHA A6061 u+e.{Z!  
    END 'MIM_m)H  
!^A t{[U  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： *yA.D
?  
`#N7ym;s@  
    THERM QgX[?2  
    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 G{oM2`c'#8  
    END !GVxQll[f  
<i1P~  
cV)~%e/  
w+tO@  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 r.zJ/T
k  
MMUw+jM4  
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。 mdHC{sp  
n?A;'\cK  
5($ '@u  
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。 \(ZOt.3!J  
"'"dcA  
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。 uc;QSVWGy8  
b; 4;WtBO  
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： n7Ia8?8-l  
c}FZb$q#  
    THERM :dzamHbX9  
    COE 1 STYRENE <$ Ar*<,6  
    TCHANGE 1 c^8y/wfok  
    5 }' t*BaU  
    ATS 100 2 (wIpq<%  
    END [VP~~*b  
{z}OZHJN  
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： NASRr   
ysiBru[u  
    ACON 1 =>6'{32W_  
    PANT XX(;,[(_  
    VY 4 TH 1000 -1000 ,Z I"+v  
    VY 5 TH 1000 -1000 _sCpy
u  
    END Z5o6RTi  
`4 A%BKYB  
    AANT "L" 6jT  
    ACON 1 qcfLA~y  
    M 0 1 A DELF vQ}llA h  
    M 8.103249 1 A P YA 1 Ofg-gCF8  
<[7.+{qfW  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 /P0%4aWu=  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 qzqv-{.h  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 `D%bZ%25c  
,#r>#fi0  
    ACON 2 qyuU  
    M 0 1 A DELF dLm~]V3  
6F3#Rxh  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   K_B-KK(^  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 $9\!CPZ2  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 RW|3d<Fj  
    END {e?D6`#x  
}ya9 +?I  
    SNAP sD*8:Hl  
    SYNO 20 MULTI PDo%ob\Ym  
:- ydsR/  
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。 x,z+l-y  
yA!#>u%g  
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。 }CA oB::&  
^60BQ{ne  
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。 s7<x~v+^  
oToUpkAI  
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nmVL%66K  
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