[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。 sY:=bU^P  
3Scc"9]  
m .R**g  
T\"-q4+=C  
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： WZ=$c]gG  
D9!$H!T _  
    RLE c$x>6&&L  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 U:bnX51D4  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 6G{ Q@  
     LOG      124 B+MnT{  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 xNjWo*y v  
     APS               1 Zgo%Jo  
     UNITS MM   I3u)y|Y=  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 }s[`T   
     MARGIN       1.270000 6FY.kN\  
     BEVEL       0.254001 }b]eiPWN  
       0 AIR `1uGU[{x  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 ;,s9jw  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ZEso2|   
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 @M"( r"ab  
       1 CTE   0.255000E-05 -q\Rbb5M  
       1 GTB U    'SILICON         ' je%D&ci$  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 -b|"%e<'  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 {nw.bKq7  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR jB`:(5%RO  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 fk!9` p'  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 r"|.`$:B  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 u<4bOJn({  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 =}YX I  
       3 CTE   0.550000E-05 ]^,!;do  
       3 GTB U    'GE              ' Hbn78,~.  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 e;2A{VsD8  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 'V&Tlw|  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR Qe-PW9C  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 @8$z2  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ~/XDA:nfL:  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 3O;"{E= <  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 zrf tF2U  
       5 CTE   0.550000E-05 RhC|x,E  
       5 GTB U    'GE              ' | AiMx2  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 3W{!\  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 F)v  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR UmY{2 nzY  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 a$Hq<~46  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 cL][sI  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 EWQLLH"h
 
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 7D1$cmtH  
       7 CTE   0.255000E-05 SlwQ_F"4L  
       7 GTB U    'SILICON         ' Dt{WRe\#
 
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 g@T}h[  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 (4Nj3x o  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR ,HI%ym  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 *+nw%gZG  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR .rS. >d^n  
     END :
wG )  
:(wFNK/0{  
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 t=9f:,I$  
{&UA60~6  
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： x,zYNNx5g  
H:XPl$;  
    CHG g[bu9i  
    ALPHA A6061 `'&mO9,<-  
    END :HwdXhA6  
Ln t 1  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： HUAYtUBH  
E AZX  
    THERM [cco/=c  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 xVgm 9s$"c  
    END iJZNSRQJ}r  
Ga-cto1Y  
h(<>s#=E  
^9]iUx  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 V)l:fUm2  
4 Y
v:\c  
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。 w%8y5v5  
:`Ut.E~.  
~KYzEqy  
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。 W]bgWKd  
}WaZ+Mdg\  
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。 &pjj
 
^g5E&0a`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： "|[9 Q?  
\$*CXjh3G  
    THERM k54\H.  
    COE 1 STYRENE <U1T_fiBoc  
    TCHANGE 1 9}m?E<6&  
    5 \"))P1  
    ATS 100 2 2QM{e!9  
    END {-8Nq`w  
%ut8/T  
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： 6ulx0$[  
Z\x
nPhV  
    ACON 1 ,[zSz8R  
    PANT q?dd5JzZy,  
    VY 4 TH 1000 -1000 8V 4e\q  
    VY 5 TH 1000 -1000 /e|Lw4$@S  
    END A[ncwJ  
ES AX}uF  
    AANT IGQBTdPUa  
    ACON 1 pGjwI3_K  
    M 0 1 A DELF X%j`rQk`  
    M 8.103249 1 A P YA 1 7C0xKF  
PJ0~ymE1~G  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 R54ae:8  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 GWWg3z.o"W  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 yxHo0U  
#qYgQ<TM!  
    ACON 2 vI0,6fOd6  
    M 0 1 A DELF &1yJrj9y  
hxH6Ii]\  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   #}+H  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 W"\}##  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 |-b\N6 }  
    END 4 ZnQpKg  
GdI,&|/  
    SNAP *X/Vt$P  
    SYNO 20 MULTI ;!A8A4~nu  
I`X!M!dB)  
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。 v_EgY2l(  
zGR,}v%%  
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。 {VW\EOPV~  
D]fuX|f~ul  
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。 kY\faWuR  
2Ax"X12{6  
pxgf%P<7  
Ye&/O<G'V  
%%}l[W  
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C%H E