[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。 u~)`&1{%  
4BwQA#zE  
w
K}\_2?  
F H1Z2  
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： ]#.]/f >-  
OnWx#84  
    RLE 95<EN(oUD  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 *~/OOH$"  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' z(\4M==2O  
     LOG      124 lHV[Ln`\x  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ,y%3mR_~  
     APS               1 #);[mW{F  
     UNITS MM   ^3hn0DVQ  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 iH.$f /)N  
     MARGIN       1.270000 *kIc9}  
     BEVEL       0.254001 !yhh8p3  
       0 AIR \RVW  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 +<prgP`v  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 1xc~`~  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Nl')l"  
       1 CTE   0.255000E-05 hkOsm6  
       1 GTB U    'SILICON         ' :eZh'-c?  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 BIj=!!  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ;@ [ 0x  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR jzK5-;b  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ~n/ $  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 [le)P$#z  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 M?/jkc.8H  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 #6!52  
       3 CTE   0.550000E-05 uf&N[M  
       3 GTB U    'GE              ' |X`/  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 H}LS??P  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 = P   
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR
?<*-j4v  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 fo4.JyBk  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 |+$%kJR=  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 >Yt/]ta4+  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 N4*G{g  
       5 CTE   0.550000E-05 a" H WGY  
       5 GTB U    'GE              ' O+RP3ox"  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 ;sch>2&ZWU  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 !`mZ0c+  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR [TCP-bU  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 vS;1/->WD  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 r&Ca"dI  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 hva2o`  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 S!{t6'8K  
       7 CTE   0.255000E-05 _s
y'.Fo
 
       7 GTB U    'SILICON         ' ?GTU=gpQ  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 E\
u#t$
  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 %Qmk2  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR sK=0Np=`  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 _uc\ D R  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR
<58l;<0  
     END
JCY~W=;v  
?6!]Nl1gr  
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`A!qcD|  
LJVG~Yeo  
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： GjB]KA^  
}
CxvT`/  
    CHG
J1XL<7  
    ALPHA A6061 *MI*Rz?4  
    END G4 G5PXi  
@t1V o}c  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： `Bn=
?9  
)fdE6  
    THERM k-*Mzm]kb  
    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 $W;b{H=F  
    END C[WCg9Av  
W9oAjO NE  
+u'I0>)S  
A>V
X*xd  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 *4|Hqa  
MlW 8t[  
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。 vEQ<A<[Z  
79=45'8  
joul<t-  
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。 Gs2p5
nL<  
@/UfDye  
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。 iK{T^vvk  
}`yiT<z  
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： h.K
(P+h  
iq*A("pU  
    THERM X bkb5EkA  
    COE 1 STYRENE zhB">j8j  
    TCHANGE 1 /HZumV?  
    5 V[a[i>,Z  
    ATS 100 2 fE,9zUo  
    END /(t sb  
mKq"34F  
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： &W }<:WH~  
5.tvB  
    ACON 1 HEA eo!  
    PANT Ri>?KrQF%  
    VY 4 TH 1000 -1000 $\AEWFB  
    VY 5 TH 1000 -1000 A>.2OC+  
    END @tRMe64  
d77r9  
    AANT ,)~E
>[=+  
    ACON 1 7m5Co>NkuK  
    M 0 1 A DELF {F|48P;J  
    M 8.103249 1 A P YA 1 _x1EZ&dh  
bXM/2Z?6  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 G[idN3+#  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 R|!B,b(  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 +Zk,2ri  
p2x[
p  
    ACON 2 [FQ\I-GNC  
    M 0 1 A DELF +pqM ^3t|y  
=7 ,K
f}6  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   EP7AP4  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 > 8]j   
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 `Iy4=nVb  
    END u@%|kc`  
;mAhY  
    SNAP ]B9 ^3x[:  
    SYNO 20 MULTI +?`b=6e(`  
!d9AG|  
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。 GO5~!g  
m(sXk}e;1  
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。 BQ05`nkF  
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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。 1K|@h&@  
POU}/e!Ua  
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