[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。 QF/_?Tm4  
mdEJ'];AH  
` = O  
zplv.cf#q  
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： FHQ`T\fC$@  
olv?$]  
    RLE nK :YbLdK,  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 }+n|0xK  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' [oVM9Q  
     LOG      124 H5x7)1Ir|  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 } 7 o!  
     APS               1 >-I <`y-H  
     UNITS MM   ?'6@m86d  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 Q}@t'  
     MARGIN       1.270000 @@H_3!B%4v  
     BEVEL       0.254001 7-K8u  
       0 AIR NUYKMo1ze  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 5<dg@,\  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 `^SRg_rH=`  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 l;_IH|A  
       1 CTE   0.255000E-05 /S"jO[n9b  
       1 GTB U    'SILICON         ' t<Yi!6  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 GLtd<M"  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 oYkd%N9P  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR 6]b"n'G  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 dYrgL3'  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 XYzaSp=bb  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 \uOM,98xS  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 *uyP+f2O  
       3 CTE   0.550000E-05 ][S q^5`  
       3 GTB U    'GE              ' tJ6@Ot  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 H

KrENk  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000
}4YzP 4  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR z9ADF(J?0'  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ?Tc#[B  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 (0NffM1  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 losqc *|  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 I@KM2KMN  
       5 CTE   0.550000E-05 ,XO@ZBOM  
       5 GTB U    'GE              ' XG.[C>  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 wli cuY?  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 X!Z)V)@J8  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR Rsfb?${0G  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 %, psUOY  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 G(a5@9F  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 tr<fii3<  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 [_'A(.  
       7 CTE   0.255000E-05 QgqJ #  
       7 GTB U    'SILICON         ' K|Sq_/#+U  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 G{} 2"/  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 jjV'`Vy)  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR _cs(f<>oCO  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ki'$P.v{$w  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR :0l+x0l}  
     END 1<BKTMBq?{  
w[-)c6JyE  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST <t"T'\3  
;0 B1P|7zK  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： z
,TH}s6  
Qfm$q~`D^W  
    CHG  1c0'i  
    ALPHA A6061 Zt!#KSF7%  
    END jhm3:;Z  
bZYayjxZ5i  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： #<*.{"T  
[ey# ,&T  
    THERM wSjDa.?'  
    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 05LkLB  
    END #%;Uh  
eyMn! a  
AZ3T#f![L@  
Uqel UL}  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 o`S``?`^)^  
> ubq{'  
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。 l}uZxKuYx  
xfb .Z(  
TGF$zvd  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 [MpWvLP"x  
Fe0M2%e;|  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 VP#KoX85  
D m0)%#  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： ;|Mfq`s  
`"=>lu2H  
    THERM m%[e_eS  
    COE 1 STYRENE \AwkK3  
    TCHANGE 1 dkw.o.e  
    5 %/Wk+r9uu  
    ATS 100 2 (fF8)4l  
    END a dqS.xs  
"&2 F  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： ,JZ>)(@)  
r%=-maPL[  
    ACON 1 hBX*02p  
    PANT `> %QCc\  
    VY 4 TH 1000 -1000 >Q/;0>V  
    VY 5 TH 1000 -1000 "/zgh  
    END ?/o 8f7Z  
Lu}jk W*  
    AANT |P>
7C  
    ACON 1 E]mm^i`|  
    M 0 1 A DELF VCWW(Y1Fd  
    M 8.103249 1 A P YA 1 a.V5fl0?I@  
l5T[
6C  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 -V}oFxk]q  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ^bv^&V&IB  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 R/oi6EKv  
s0iG|vw  
    ACON 2 M(a%Qk?]/  
    M 0 1 A DELF 'f<N7%eZ  
~$u9  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   MZV$YD^S  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 e\V -L_  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 zGtJ@HbB  
    END r?/Uu &  
-P}A26qB  
    SNAP %M iv8  
    SYNO 20 MULTI xF[%R{Mn'  
6k t,q0  
图像质量有下降，但仍在合理范围内，即使温度发生变化，焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 zr|DC] 3  
w-n}&f  
我们已经为TH变量输入了确定的限制，因为程序不会让正TH变为负数。为了保持放大率不变，我们为主光线的YA添加了一个目标。您可以参考用户手册，以获得有关此功能的完整。 iN&oSpQ  
!mxH/{+|n  
SYNOPSYS™ 现已更新至 2023 最新版本，扫码添加工作人员可申请免费试用。 bG]0|  
Rge>20uTl$  
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