[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。 =xH>,-8}  
H!y-o'Z  
vMXn#eR  
!cO<N~0*5x  
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： 1 !.PH   
/PBK:B  
    RLE aXbj pb+  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 U|+`Eth8(  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' pL.~z  
     LOG      124 X-"0Zc  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 :'!_PN  
     APS               1 4%>tk 8 [  
     UNITS MM   >u`Ci>tY  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 rG B*a8  
     MARGIN       1.270000 ?G5,x  
     BEVEL       0.254001 ZI!;
~q  
       0 AIR (WGEX(|  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 "W}+~Sn  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 /5XdZu6k`h  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 NA$ODK-  
       1 CTE   0.255000E-05 taSYR$VJ  
       1 GTB U    'SILICON         ' *u34~v16,  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 k~1{|HxrE  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 y$|OE%S  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR (bogAi3<F  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 f./j%R@  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 y|#Fu  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 yA<\?Ps  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 %G]WOq=q  
       3 CTE   0.550000E-05 rI
j B{X{Z  
       3 GTB U    'GE              ' y(r(q  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 Dd,]Y}P  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 B{Lzgw u;  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ZN`I4Ak  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 qS[nf>"  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 V#-8[G6Ra  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 }4*~*NoQ  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 p:4oA
<V  
       5 CTE   0.550000E-05 `[4{]jX+<  
       5 GTB U    'GE              ' T!H }^v  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 PkdL] !:  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 W'
C~{}c=  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR <(o) * Zmo  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 0
!F!Y_  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 X gA( D  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 S?(/~Vb%  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Z uO 7N  
       7 CTE   0.255000E-05 !o`h*G-x  
       7 GTB U    'SILICON         ' yKOC1( ~  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 NFb<fD[C  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 O ;B[ZMV  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR Al}%r85  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 E"Y[k8-:2/  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR 0qo:M3  
     END p w`YMk  
-IG@v0_w  
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 +@yTcz  
<SNu`,/I
 
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： $[*<e~?  
kCU(Hi`Q  
    CHG $+[ v17lF  
    ALPHA A6061 p+1kU1F
0  
    END .|3&lb6  
HY7#z2L  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： ^/$bd4,z  
+Rd;>s*.Y  
    THERM QpMi+q Y  
    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 Wr\A ->+  
    END .d%CD`8!  
hxuc4C\J  
_{YUWV50}  
: ]~G9]R`  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 .L}k-8  
GA"zO,  
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。 c`_[q{(^m  
qgw)SuwW  
qv$m5CJvK
 
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。 O3["5  
GC^>oF  
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。 @ZGD'+zd?  
aO$I|!tl  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： PFPZ]XI%F  
WBY_%RTx  
    THERM EHX/XM  
    COE 1 STYRENE 4,qhWe`/  
    TCHANGE 1 FWDAG$K@0  
    5 #>dj!33  
    ATS 100 2 vAjvW&'g  
    END 8(""ui8  
,FDRU  
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： aLt2fB1)  
XMw*4j2E  
    ACON 1
wj<fi  
    PANT m>ApN@n  
    VY 4 TH 1000 -1000 @pO2A6Ks  
    VY 5 TH 1000 -1000 ^K'@W  
    END yJ?S7+b  
\*5${[  
    AANT h@yn0CU3.  
    ACON 1 :2(U3~3:  
    M 0 1 A DELF 9B?-&t  
    M 8.103249 1 A P YA 1 gis
;)al  
;HoBLxb P  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 20A`]-D  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 5l4YYwd>v  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 6>&h9@  
~X!Z+Vg  
    ACON 2 r: M>/Z/  
    M 0 1 A DELF F;sZc,Y,^  
cZlDdr%  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   ,v$Q:n|  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 VHqHG`}:  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Gqs)E"h  
    END dh S7}n  
a(oa?OdJ  
    SNAP N|\Q:<!2_w  
    SYNO 20 MULTI z~(3S8$  
omzG/)M:O  
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。 }ej>uZVe<  
t4v@d  
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。 }WDzzjDR+  
liU8OXBl  
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。 ble[@VW|  
Ra/Pk G
-7  
(NC]S  
Lz{z~xNHW.  
%8{nuq+c  
"."ow|  
K*S3{s%UR