[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。 (z'!'?v;  
gR{.0e  
`=#ry*E^:  
BYs^?IfW  
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： =_d-MJy~6  
7@i2Mz/eV  
    RLE |y2cI,&  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 $]iRfXv,l!  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' ]I0(_e|z}  
     LOG      124 2 Xc,c*r  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 #e;\Eap  
     APS               1 ,lw<dB@7"5  
     UNITS MM   B9h>  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 2n5{H fpY  
     MARGIN       1.270000 <txzKpM  
     BEVEL       0.254001 bq`0$c%hN  
       0 AIR f%Bmx{Ttq  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 z/7"!  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 h2edA#bub  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 E- rXYNfy  
       1 CTE   0.255000E-05
s)|l-I  
       1 GTB U    'SILICON         ' #FV`*G  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 <S M%M?  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 5>[j^g+@  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR eVy\)dCsU  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ic|>JX$G  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 %Tv^BYQAZ  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 dNcP_l/A  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 %+Khj@aX  
       3 CTE   0.550000E-05 pxs`g&3yd  
       3 GTB U    'GE              ' xo*[ g`N  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 iG;GAw|
E  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 ^!>o5Y)  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR %j?<v@y  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 GPnSdGLC  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 c{t(),nAA  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 %z:;t  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 =24<d!R  
       5 CTE   0.550000E-05 +Udlt)H  
       5 GTB U    'GE              ' H@xIAL  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 YG6Kvc6T  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 o\YF_235  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR }nJG<rY  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 ,*@6NK,.  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 xN#. Pm~  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Wc)f:]7  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 oLp:Z=  
       7 CTE   0.255000E-05 Ka\%kB>*`  
       7 GTB U    'SILICON         '  !(<Yc5  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 ` 
`R;x  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 3QrYH @7zx  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR ,f
wN_+5  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 xl
$#00|y  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR TBYRY)~f  
     END U8(Rye$  
If_S_A c  
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 >2l;KVm%  
=NzA2td  
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： h4^ a#%$  
ZrFC#wJb  
    CHG 43Yav+G(+  
    ALPHA A6061 J$?*qZ(oO  
    END $Y4;Xe=  
217KJ~)'  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： O`hOVH
DQ  
$Q|t^(  
    THERM dviL5Eaj  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 /*bS~7f1  
    END ODH@/  
D`lTP(] y  
5Qik{cWxBq  
y$At$i>u  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 B{SzC=4f}  
8vM}moper  
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。 !#nlWX:~  
2c <Qh=  
@hiwq7[j  
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。 wvm`JOP:A  
{7)D/WY5  
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。 "Kz=ZC  
h&Ehp   
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： >'@yq  
PQsqi;=)  
    THERM H85HL-{  
    COE 1 STYRENE HZdmL-1Z^+  
    TCHANGE 1 31y=Ar""  
    5 *Ri?mEv hF  
    ATS 100 2 .Mw'P\GtM  
    END ho_;;y  
d9[*&[2J|  
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： 3Bz0B a  
:xfD>K  
    ACON 1 QH6Lb%]/  
    PANT 0sRby!  
    VY 4 TH 1000 -1000
\c+)Y}:D  
    VY 5 TH 1000 -1000 *lg1iP{]  
    END 2i4FIS|z0  
%,GY&hTw  
    AANT W 0Q-&4  
    ACON 1 LF0gy3  
    M 0 1 A DELF hq/\'Z&!+P  
    M 8.103249 1 A P YA 1  c/I.`@  
Roy0?6O  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 YZf<S:  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 :*e0Z2=  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 2"NRnCx*  
/!UuGm  
    ACON 2 ]YZ+/:#U7  
    M 0 1 A DELF Wy,DA^\ef  
wYhWR
gP  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   gqJ&Q t#f  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 3Qe:d_  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 VY@uQ#&A  
    END KGkzE  
,qpn4`zE~  
    SNAP mUzNrkG(G  
    SYNO 20 MULTI 0X-u'=Bs  
<FMW%4   
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。 dx[<@f2c  
7CABM  
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。 #;a 1=8H  
LS4c|Dv  
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。 GdR>S('  
?};}#%971  
Xcicqywe?  
{Zjnf6d]  
=lS~2C  
_$0<]O$  
}?#<)|_5