[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。 y'$Re  
YadG05PDe  
? Zhnb0/  
8)Z)pCN  
这是示例镜头X11，我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件： &nKb<o  
| e?:Uq  
    RLE ,Y)7M3I  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 3PLYC}Jq  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 4qsP/`8  
     LOG      124 zs=[C+Z\  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 UrME
L;@g  
     APS               1 3xhGmD\SKO  
     UNITS MM   jTeHI|b  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 O`M6=\  
     MARGIN       1.270000 rEoMj)~\4&  
     BEVEL       0.254001 efT@A}sV  
       0 AIR Q\QSnMM&]  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 )z".lw  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 rf ?\s/#OY  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 {Xjj-@  
       1 CTE   0.255000E-05 3i*HwEh  
       1 GTB U    'SILICON         ' cF2!By3M  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 hw @)W  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 d
-rqZn}  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR TJO?BX_9  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 D8rg:,'6  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 99KW("C1F  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 N6>ert1  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 I2&R+~ktR  
       3 CTE   0.550000E-05 z]49dCN  
       3 GTB U    'GE              ' k#oe:u
`<  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 {%&!x;%  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 B-1Kfc  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR _{ Np_(g  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 2]UwIxzR  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 _k|k$qxE  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 t+l{D#?a  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 )wM881_!  
       5 CTE   0.550000E-05 O{<uW-  
       5 GTB U    'GE              ' .rcXx
V@f  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 >53Hqzm&  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 fi tsu"G  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR  d5YL=o  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 9<|nJt  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 -T8'|"g  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 nK8IW3fX9)  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 1C5~GI`  
       7 CTE   0.255000E-05 riu_^!"Z_  
       7 GTB U    'SILICON         '  r .`&z  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 >4^,[IO/  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 h`@z61UI  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 8o  SL3  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 MwHxn%  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR i6FviZx  
     END tt03gU`  
;uhpo  
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 sDZ<XA  
5L0w!q'W  
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}4  
bCg)PJuB  
    CHG 3-T"[tCe  
    ALPHA A6061 GTocN1,Z~a  
    END qCI0[U@  
>h
9T/J8  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： ~5;2ni8n  
2~y<l
 
    THERM "+Kp8n6  
    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 (Rs|"];?Z  
    END 7csMk5NU'<  
 5?34<B  
mcb|N_#n/  
A5IW[Gu!  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 \^3cN
w  
Vwpy/5Hmp  
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。 p_EWpSOt7  
,K
aO8^PB  
7Ml OBPh  
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。 }Ryrd!3bY  
G<FB:?|  
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。 N+zR7`AG8  
c9ea%7o{0a  
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： G4,.kK  
?hOvY)  
    THERM 303x|y  
    COE 1 STYRENE We@wN:  
    TCHANGE 1 5n1T7-QCL  
    5 )5ev4Qf  
    ATS 100 2 d:g0XP  
    END h/NI5  
ZJ%iiY  
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： >/9Qgyc0  
Id?2(Tg  
    ACON 1 1$nuh@-ys  
    PANT i{}Q5iy  
    VY 4 TH 1000 -1000 t&MLgu  
    VY 5 TH 1000 -1000 F @uOXNz)  
    END .GiQC{@9w  
p&lT! 5P!A  
    AANT `C)|}qcC  
    ACON 1 feT.d +Fd  
    M 0 1 A DELF E.
4 X,  
    M 8.103249 1 A P YA 1 P] Xl  
'=(@3ggA:  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 L[. )!c8k  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 w^)_Fk3  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 MmW]U24s  
>_u5"&q  
    ACON 2 &&TAX  
    M 0 1 A DELF gezZYP)d  
7D=gAMPvJ  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   POb2U1Sj  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 s>a(#6Q  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 N3&n"w _d  
    END Z#flu Q%V  
8RJa;JsH  
    SNAP _MzdbUb5,  
    SYNO 20 MULTI wQrD(Dv(yA  
f=Kt[|%'e  
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。 dRXdV7-!  
S!R:a>\  
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。 Rqun}v}  
ke5_lr(  
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。 C''[[sw'K  
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