[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。 `]3A#y)v  
zTQTmO  
@"gWvs  
F)^:WWVc#  
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： i\z,)xp  
mu#  a  
    RLE Qg' {RAV8  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 l~i&r?,]^  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' FCMV1,  
     LOG      124 !e0~|8  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 uf<nVdC.  
     APS               1 qZ|>{^a*  
     UNITS MM   hRKA,u/G  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 CAvyS  
     MARGIN       1.270000 tNbZ{=I>  
     BEVEL       0.254001 n#lZRwhq  
       0 AIR tsvh/)V  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 u AmDXqJ3  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 tj=l!  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 v"N%w1`.e  
       1 CTE   0.255000E-05 ,z+7rl  
       1 GTB U    'SILICON         ' 380M&Guh  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 eJ O+MurO  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 C!Oz'~l  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR zxffjz,Fe:  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 (np60mX<  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 eQQ*ZNG  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 HbXYinG%  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 `$N()P  
       3 CTE   0.550000E-05 ,U^V]
jC  
       3 GTB U    'GE              ' !<2%N3l  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 #)hJ.0~3  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 -AcVVK&  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR N(@B3%H2/J  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ^a+H`RD  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 Iurb?  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ;+-Dg3  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 4itadQS  
       5 CTE   0.550000E-05 (h3f$  
       5 GTB U    'GE              ' eW>Y*l%B  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 "fTW2D74  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 OELh6R  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR =2rkaBFC  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 qe{:9  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 Td"_To@jd  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ?ot7_vl  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ,q|;`?R;  
       7 CTE   0.255000E-05 g=5vnY  
       7 GTB U    'SILICON         ' :497]c3#5C  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 U3UDA  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 {i09e1  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR *[SOz)  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 k9Xv@v  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR dNg5#?mzT5  
     END N& 683z  
GjD^\d/  
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 4gkaCk{]  
}cPH}[$zF  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： 7)U08"  
-mur`tC  
    CHG lUJ~_`D  
    ALPHA A6061 ;Or]x?-  
    END H;.${u^lhd  
w#Di  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： R@[gkj  
#o/  
    THERM X}@'FxIF  
    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 2YV*U_\L  
    END <<5x"W(,  
e"@Ag:r@a  
Z;qgB7-M  
e*?
@6E  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 5_\+8A*  
{dF_=`.  
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。 ={
]tklND  
{I:nza  
sJ !<qb5!  
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。 W8>
<  
2iV/?.<Z&  
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。 [d^ [Y:I'\  
b Y^K)0+^s  
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： )U5Ba^"fI  
WnkIi,<  
    THERM ["65\GI?  
    COE 1 STYRENE Q]7}"B&  
    TCHANGE 1 M?QK4Zxb6U  
    5 OKO+(>AQ  
    ATS 100 2 ZKp9k6  
    END f(Uo?_as  
$FM:8^  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： Mr6q7  
QGoBugU  
    ACON 1 ;T,`m^@zf  
    PANT :5, k64'D  
    VY 4 TH 1000 -1000 !0DOj["  
    VY 5 TH 1000 -1000 hqwDlapTt  
    END N6thbH@  
sb"h:i>O4  
    AANT =f\BAi  
    ACON 1 Yj'/ p  
    M 0 1 A DELF cI/
Puh^3  
    M 8.103249 1 A P YA 1 }*>xSb1  
oH>G3n|U^  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 V|`w/P9g4  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 t[=teB v<  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 >tQ$V<YB
 
(\o &Gl  
    ACON 2 |Zm'!-_  
    M 0 1 A DELF <Dq7^,}#  
RJa1pYK  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   >Nr~7s  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 mVVL[z2+  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 8d|#W  
    END K^f&+`v6_  
FL?Ndy"I  
    SNAP 'eDV-cB  
    SYNO 20 MULTI \s^4f#  
<S@XK%  
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。 v~`'!N8  
m!LJK`gA  
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。 W)p?cK`  
kB3@;z:  
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。 >yr1wVS  
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