[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。 I7U/={[J  
Qf_N,Bq{a  
hF-QbO  
,WE2.MWR  
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： Tt~4'{Bc  
"_UnN}Uk  
    RLE }uDpf0;^  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 iFUiw&  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' o+|>D&CW%  
     LOG      124 [k 7HLn)  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 Vs"
b  
     APS               1 HB )+.e  
     UNITS MM   ]C^ #)
7  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 h!wq&Vi4  
     MARGIN       1.270000 _`SDG5  
     BEVEL       0.254001 !P
Ig,  
       0 AIR bVcJ/+Yx|  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 uRy}HLZ"  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 f hK<P_}  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 '_?Z{|  
       1 CTE   0.255000E-05 S
5JMt;O  
       1 GTB U    'SILICON         ' )Cdw_Yx  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 pBAAwHD  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 fExFpR,`  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ?sHZeWZ(  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 /5E0'y,|P  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 al#(<4sJ  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 -+){;,  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 uVgA <*0  
       3 CTE   0.550000E-05 mZU L}[xf  
       3 GTB U    'GE              ' 6KGT?d  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 D<v< :  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 3sV$#l P  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ox SSEs  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ;*rGZ?%*  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 7s%D(;W_Mo  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 P:g!~&Q  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 q2#Ebw%]  
       5 CTE   0.550000E-05 9(fh+  
       5 GTB U    'GE              ' OR&pGoW  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 8@vq.z}  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 3q4VH q  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR $l)
RMP}  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 to13&#o  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 !43nL[]  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ->qRGUW  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 SkV pZh
  
       7 CTE   0.255000E-05 ~V(>L=\V;  
       7 GTB U    'SILICON         ' k|xmZA*  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 tV4yBe<``  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 .;31G0<w2  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR ~98q1HgS]D  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 4r;le5@  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR iOm&(2/  
     END \u.5_ g  
8]&Fu3M^  
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 =_&,^h@'3e  
G l/3*J  
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： R)d_0Ng  
\>su97  
    CHG %^W(sB$b  
    ALPHA A6061 (M;d*gNr  
    END ?p6@uM\Q7  
{B=64,D^7R  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： oTk\r$4eb  
FXk*zXn6  
    THERM Af]BR_-  
    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 gs}&a3d7k  
    END VB^1wm  
gT[]"ZT7  
CWZv/>,%  
e8SAjl"}  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 + d>2'  
6k')12~'  
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。
v3~`1MM
 
/hg^hF  
S]E|a@kD3  
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。 ^Gbcs l~Gj  
Hv"qRuQ?[  
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。 o7tlkSZ  
_ y'g11 \  
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： Lz9|
"F"V  
=H-BsX?P  
    THERM r 'ioH"=  
    COE 1 STYRENE ?/3{gOgI$`  
    TCHANGE 1 1.2qh"#  
    5 DbI)tDi5D  
    ATS 100 2 9u^za!pE  
    END O~Jf"Ht  
1jK2*y  
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： 4
,`t9f^:  
N#OO{`":Z`  
    ACON 1 D(_j;?i  
    PANT /xg1i1Et  
    VY 4 TH 1000 -1000 c]ll89`||  
    VY 5 TH 1000 -1000 zcV~)go6  
    END =?M{B1;H  
)CH\]>-FO  
    AANT pcQzvLk  
    ACON 1 YFcMU5_F  
    M 0 1 A DELF mg3YKHNG  
    M 8.103249 1 A P YA 1 @ uL4'@Ej  
0 4ceDe  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ],<pZ1V;  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 )\e0L/K@  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 F{&0(6^p!  
IjPtJwW`A  
    ACON 2 *6(/5V  
    M 0 1 A DELF #
3C]"  
27JZwlzZ  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   ZB$,\|^6  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 \ 0F ey9c  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 0d,&)  
    END ['c*<f" D2  
]|Iczg-   
    SNAP |'k7 ;UW  
    SYNO 20 MULTI mnYzn[d3U  
)"bP]t^_  
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。 avMre_@V  
TwZmZE ?!  
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。 .L
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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。 ];{CNDAL2  
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