[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。 ~W%A8`9  
gC<\1AIu  
8Tt2T} Y  
<)?H98S  
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： E Jq=MP  
.Z'CqBr[:  
    RLE }@!d(U*  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 q6\z]8)  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' (@uQ>dR:  
     LOG      124 )&se/x+  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 H Y.,f_m  
     APS               1 onG,N1`+  
     UNITS MM   :NA cad  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 xf% ,UQ  
     MARGIN       1.270000 ,Xo9gn  
     BEVEL       0.254001 qqS-0U2  
       0 AIR ]$y"|xqR  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 (<itE3P  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 7s<v06Wo  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 hk}M'  
       1 CTE   0.255000E-05 f.V0uBDN  
       1 GTB U    'SILICON         ' W{1=O)w  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 l \xIGs  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 >
~>=[M0  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR rS>njG;R  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 +_ K7x5g  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 qI:}3b;T  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 #9#N+  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ZKAIG=l&!  
       3 CTE   0.550000E-05 \>23_
d0  
       3 GTB U    'GE              ' x>&1;g2r  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 i*9eU*i|H  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 a!Z,~ V8  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR $T1 D ?X  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 7:mM`0g!  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 04WKAP'c N  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 PX\}lTJ  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 wvx N6  
       5 CTE   0.550000E-05 1 (P>TH  
       5 GTB U    'GE              ' <IK8Uc
p  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 goIn7ei92  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 rZ w&[ G  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR YpL{c*M  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 N%_-5Q)so  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 o+/x8:   
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 _S2QY7/  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 >6r&VZu*n  
       7 CTE   0.255000E-05 Pt";f  
       7 GTB U    'SILICON         ' sBZKf8@/  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 wEKm3mY;  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 N$:[`,  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR &R\ .^3  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 jW?.>(  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR .~ZNlI {K  
     END G)5%f\&
 
Y]B2-wt-  
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`4Sp#m  
~?[%uGI0h  
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： Q4CxtY  
HQQc<7c",  
    CHG .CQ IN]iD  
    ALPHA A6061 CIj3D"  
    END k2k/v[60  
i,<TaW*I  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： 2[qO;js  
nC
GLuZn  
    THERM BU<A+Pe>  
    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 ;u!>( QQ  
    END i7cMe8  
;w}ZI<ou  
,%v  
>[O @u4  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 0&2TeqsLh)  
nd'zO#"m?  
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 yo  
qD7#q]  
pR
Pz1J$58  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 \96?OCdr  
~O 65=8  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 EAj2uV  
`fY~Lv{4d_  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： [fxAj]  
qZ6P(5X  
    THERM o*'J8El\y^  
    COE 1 STYRENE k8 ,.~HkU  
    TCHANGE 1 m~(]\  
    5 |XLx6E2F  
    ATS 100 2 5?kF'yksR  
    END zw7=:<z=  
V78QV3  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： C8-4 m68"  
t?QR27cs$  
    ACON 1 $X9-0-  
    PANT xzz[!yJjG  
    VY 4 TH 1000 -1000 ]y2(ZTNTs  
    VY 5 TH 1000 -1000 ]Tx8ImD#)A  
    END 7K {/2k  
=5[}&W
 
    AANT )l\BZndf  
    ACON 1 >e>Q'g{  
    M 0 1 A DELF Hh$x8ADf  
    M 8.103249 1 A P YA 1 =S|SQz5%w  
V[HHP_  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ]+ XgH#I  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ~+q$TV  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 TsfOod   
esLPJx  
    ACON 2 IT'~.!o7/  
    M 0 1 A DELF &t+03c8g!  
6}K|eUak/  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   4%KNHeaN  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 *jCXH<?R  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 <6Y o
%xt  
    END [`6|~E"F  
U~s&}M\n  
    SNAP S^c5  
    SYNO 20 MULTI cPPE8}PVH  
Q*^zphT  
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。 oi::/W|A+  
|GA4fFE=  
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。 7M<7^)9  
15)=>=1mR.  
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。 :05>~bn>pC  
V=H87^b  
:cnH@:  
ZcYxH|Gn  
(=j]fnH?  
$f7#p4;}(  
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