[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。 WxLbf+0o  
.aS`l~6  
3L}eFg,d  
C.qNBl*  
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： 'KvSI=$  
gQ90>
P:  
    RLE #&0G$~  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 |H-%F?<{  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' OlRtVp1  
     LOG      124 )Y4;@pEU  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 h</,p49gM  
     APS               1 (;\" K?  
     UNITS MM   pm
d
a9V4  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 \LuaI  
     MARGIN       1.270000 %Q,6sH#  
     BEVEL       0.254001 R!&9RvNw  
       0 AIR XZ%3PMq  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 xqm-m  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 0O>T{<
 
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 "&Q sv-9t  
       1 CTE   0.255000E-05 hTfq>jIB_  
       1 GTB U    'SILICON         ' r2ZSkP.  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 p^.qwP\P  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 |D*a"*1+A  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR BD.&K_AW  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 2P35#QI[)  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 }%75Wety  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 \ -n&z;`  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ,GeW_!Q[  
       3 CTE   0.550000E-05 Q|KD$2rB  
       3 GTB U    'GE              ' r+=%Ag  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 ":v^Y 9  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 B*Z}=$1j  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ._%8H  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 K<wg-JgA  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 %-?k [DL6  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 P5Bva  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 #~}4< 18  
       5 CTE   0.550000E-05 d+qeZGg^A  
       5 GTB U    'GE              ' mzO5&h7  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 q$7w?(Lk  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 953G
mNZ7  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR !LR9}Xon  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 >O]u4G!  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 *""iX
i[  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Xr."C(`w  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 u+lNcyp"MW  
       7 CTE   0.255000E-05 <) cJz  
       7 GTB U    'SILICON         ' zK_Q^M`  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 HXm
&`  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 (N6=+dNY  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR Gq=tR`.  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 x)R1aq  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR GvzaLEo  
     END we0haK  
<=~*`eWV  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST kfY. 9$(d  
\E {'|  
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： ,UYe OM2Ao  
f4O}WU}l{s  
    CHG 5{gv\S1  
    ALPHA A6061 &t U&Z
H  
    END &E]<KbVx  
Ts\PZQ!q  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： v65]$%F?  
(fYYcpd,k  
    THERM 4`Cgz#v {  
    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 v4qpE!W27~  
    END TH"<6*f2L  
|J"\~%8  
], IQ~  
!a4`SjOgu  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 _WGWU7h  
hwQrmVwvP  
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。 ^V~^[Yp  
"#:h#uRUb  
>Qqxn*O  
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。 SB|Cr:wM  
au E8 ^|  
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。 %CZGV7JdA  
d(j g "@  
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： >E7s}bL"  
%J+ w9Z  
    THERM l\"
CHwN?Y  
    COE 1 STYRENE bN&DotG  
    TCHANGE 1 I^)_rOgM  
    5 Mr*
CJgy  
    ATS 100 2 eNK6=D|  
    END tb>Q#QB&u  
b\^1P;!'W  
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： 9.:&u/e  
*Z+U}QhHD6  
    ACON 1 og1Cj{0  
    PANT %EYh*g{G  
    VY 4 TH 1000 -1000 8.&P4u i  
    VY 5 TH 1000 -1000 j*FpQiBoT  
    END BC85#sbl  

/uPMzl  
    AANT Ld'3uM/  
    ACON 1 \'X-><1  
    M 0 1 A DELF 9 ge'Mo  
    M 8.103249 1 A P YA 1 )+"(7U<  
#sv:)p  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 1wE`
kbC<  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ^U^K\rq 1u  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 XM3~]  
Abpzf\F  
    ACON 2 9%dO"t$-q  
    M 0 1 A DELF bo??91B^7  
x&N@R?AG1  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   P V9q=  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 KkJE-k*D+w  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 @7sHFwtar?  
    END ,!^g8zO  
6J965eM'[  
    SNAP 8SBa w'a  
    SYNO 20 MULTI ]'vAeC6{  
;T<'GP'/r  
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。 "/x/]Qx2  
QvzE:]pyi  
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。 {\VmNnw  

SIzA0  
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@MJn)$4  
}]pOR&o  
>qdRqy)DC  
ZV!*ZpTe~  
6f J5Y iQ  
CbMClnF  
@iVEnb.'