[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。 \k;)m-0bj{  
Jq)!)={  
<\c5
 
qy6zHw  
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： NZ`W`#{  
u= ( kii=/  
    RLE HgY"nrogt$  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 5S:#I5Wa  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' @qH{;  
     LOG      124 lqe;lWC0Z  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 rgheq<B:  
     APS               1 >(EMZ5  
     UNITS MM   f,z_|e  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 i[)H!%RV*  
     MARGIN       1.270000 h0`@yo  
     BEVEL       0.254001 8E{<t}  
       0 AIR u(\O  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 qCOe,$\1/  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 hp6S *d  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 gl-O"%rMcL  
       1 CTE   0.255000E-05 k0.|%0?K  
       1 GTB U    'SILICON         ' TGu`r>N51  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 -#=v~vE  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 U}(*}Ut  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR Zuod1;qIh  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 g9I2 e<;o  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 e"P>b? OY  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 YuXq  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 >[B[Q_})  
       3 CTE   0.550000E-05 c*ac9Y'o  
       3 GTB U    'GE              ' zuR!,-W  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 5F$ elW
 
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 GMRw+z4  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR dN J2pfvv  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 MHJH@$|]  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 lw0l86^Y  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 *?%DdVrO@  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 LDHu
f<`  
       5 CTE   0.550000E-05 wN8-Me
 
       5 GTB U    'GE              ' 2ku\R7  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 fQq'_q5  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 jV`xRjh  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 0t?:  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 @D&VOJV  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 '+^HeM^;  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 %{g<{\@4(;  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ,Hn{nVU1R=  
       7 CTE   0.255000E-05 Z?Y14L~%  
       7 GTB U    'SILICON         ' x\!Q[  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 <[Ae0UK  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 vx /NG$  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR }N!I|<"/  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 @#$5_uU8\(  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR .zO/8y(@  
     END 4~=/CaG~  
wB}s>o\  
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 ^6`"f  
ZW n 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： NL%5'8F>,  
> f,G3Ay  
    CHG VeidB!GyP  
    ALPHA A6061 -bT1Qh X  
    END gnF]m0LR  
hDI_qZ  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： 8?AFvua}r  
O`R@6KG  
    THERM &u0JzK  
    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 1*<m,.$  
    END dBkw.VOW  
aaW(S K  
F[mL_JU   
`''\FPhh  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 Ge=+0W)&  
0w}OE8uq  
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。 +x$GwX  
qV2aa9p+  
3(l^{YC+[7  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 y6tzmyg  
uQgv ;jsPz  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 H$Om{r1j  
|%.V{vgP7  
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： ~ {OBRC  
wd&Tf R4!  
    THERM jy#'oadS?  
    COE 1 STYRENE QyN<o{\FD!  
    TCHANGE 1 9M{z@H/  
    5 [;yEG$)K  
    ATS 100 2 7jP C{W  
    END 2;N)>[3*J  
jA9&hbQuL  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： iX,|;J|]  
dV(61C0wn  
    ACON 1 i|A0G%m]$  
    PANT R+Q..9P  
    VY 4 TH 1000 -1000 AdV&w: ^yf  
    VY 5 TH 1000 -1000 4,kdP)Md$  
    END AB92R/  
M-Gl".*f  
    AANT dNd(57  
    ACON 1 w+c%Y\:  
    M 0 1 A DELF _qwKFC  
    M 8.103249 1 A P YA 1 n@IpO i$Q  
_)AX/%^%  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 P:,@2el  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ^5n"L29V  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 @ov*Fh  
^i>Tm9vM  
    ACON 2 t;g=@o9YA  
    M 0 1 A DELF ? I7}4i7  
F2jZ3[P  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   V?x&.C2Z  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 'a8{YT4  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 );-?~   
    END R0|dKKzS  
"_!D b&AH  
    SNAP -DWyKR= j"  
    SYNO 20 MULTI c8'a<<sj  
DL$O274uZ  
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。 7{0;<@  
'vbrzI5m  
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。 1?k{jt~  
z u53mZ  
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。 3.[ fTrzJ  
j0^%1  
"9Q @&C  
2/[J<c\G  
hsYS<]  
>iE/t$%1  
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