[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。 NM4 n  
olqHa5qn  
PtHT>  
SbB5J> >7J  
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： .Ee8s]h5W  
'j.{o  
    RLE =Ru
i  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 3Ry?{m^  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' ?0.+DB $  
     LOG      124 MG~^>  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 +h =lAHn&  
     APS               1 (]ORB0kl  
     UNITS MM   f.,-KIiF  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 K1Tzy=Z9j  
     MARGIN       1.270000 u+Li'Ug  
     BEVEL       0.254001 3}H94H)]a  
       0 AIR 8]0^OSS  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 ua0k)4|  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 pd|c7D!6U,  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 AVi|JY)>  
       1 CTE   0.255000E-05 4'{j'kuv  
       1 GTB U    'SILICON         ' )wKuumet  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 Y A;S'dxY  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 l_8t[  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ^,?]]=mE  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 k\EMO\je  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 i$
Zhk1  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 7_JK2  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 X}^,g  
       3 CTE   0.550000E-05 0s4%22  
       3 GTB U    'GE              ' )]/!:I4e  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 a/?gp>M9  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 kcQ |Z
g  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR E;h#3 B9  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 7Npz {C{I  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 Q<"zpwHR  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 )9Jt55
0(  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 50CU|  
       5 CTE   0.550000E-05 A }dl@  
       5 GTB U    'GE              ' qD%Jf4.0j  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 -tDmzuD6  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 & K7+V  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR *s_)E2  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 nkvzv  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 gvz&ppcG  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 B&tl6?7h  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 lT*Hj.  
       7 CTE   0.255000E-05 +lE 9*Gs_$  
       7 GTB U    'SILICON         ' b-ZvEDCR  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 )u<sEF  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 /\2s%b*  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR hMi[MB7~  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 W[+E5I  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR K^9!Qp  
     END c,e 0+  
0e3aWn  
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 m%m8002  
p=eSHs{>A  
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： qdOaibH_  
IX-ir  
    CHG z )k\p'0"  
    ALPHA A6061 E_-CsL%  
    END pi+m`O   
(]rtBeT  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： y\Zx{A[  
!K_%@|:7%  
    THERM EpS"NQEe  
    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 "]`!#5j^WP  
    END DaaLRMQ=  
kyz_r6  
GtbIw  
)j!22tlL  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 _aq3G9C_  
KUZ'$oKg  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 ]{Iy<  
f5^[`b3H  
l3-;z)SgH  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。
{B uh5U,  
Fn$EP:>  
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。 P)ZGNtO9fG  
$Y7q2  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： :*#I1nb$  
r0}Z&>]66N  
    THERM K
p8!^os  
    COE 1 STYRENE *r$(lf  
    TCHANGE 1
or>5a9pj  
    5 O0c#-K.f  
    ATS 100 2 %YA=W=Yd  
    END ~8RN  
r@^h,  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： Tw);`&Ulo  
9psD"=/"  
    ACON 1 D8qZh1w%A|  
    PANT 2t*@P"e!  
    VY 4 TH 1000 -1000 T)qD}hl  
    VY 5 TH 1000 -1000 G)M9to  
    END H5{d;L1[  
OcwD<Xy  
    AANT -(ABQgSO]  
    ACON 1 A9!%H6  
    M 0 1 A DELF CFkM}`v0  
    M 8.103249 1 A P YA 1 O#uTwnW  
6m|j "m  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 &%$r3ePwc  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 m:.ywiw=  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 c4k3|=f  
YFL9Q<  
    ACON 2 7lqj"
o(  
    M 0 1 A DELF t[XxLG*  
1zl6Rwk^o  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   KAT4C 4=,  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 JFIUD{>fp  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 AbC/  
    END ^?VYE26  
{Ug?k<h7|  
    SNAP FcB]wz  
    SYNO 20 MULTI pc J5UJY  
m$Lq#R={Z  
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。 OEnJ".&V  
.;8T*  
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。 uhz:G~x
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|X,T>{V?y  
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。 $WI=a-;_e  
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