[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 $uq`FW  
v<2,OcH  
\eQPvkx2  
Bd=K40Z:  
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： P(8 uL|^  
US9aW)8  
    RLE mr#.uhd.z  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 5MCgmF*Y2  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' uTrzC+\aU  
     LOG      124 q8/k$5E  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000  (yd(ZY  
     APS               1 '" &*7)+g*  
     UNITS MM   PlA#xnq#  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 ZTfW_0   
     MARGIN       1.270000 V62lN<M  
     BEVEL       0.254001 jR\!2!  
       0 AIR _1$
Y
\Y  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 d`$w3Hy  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 G^SJhdO(Q  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Hi~)C\  
       1 CTE   0.255000E-05 u6l)s0Q  
       1 GTB U    'SILICON         ' P2s\f;Dwr  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 _<c}iZv@  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 Bv3B|D&+  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR <^KW7M}w*c  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 zlQBBm;fE  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 Tw`dLK?  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 DQV9=  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 &;JeLL1J  
       3 CTE   0.550000E-05 T5T[$%]6  
       3 GTB U    'GE              ' :ntAU2)H  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 Zn)o@'{}{  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 Ujvm|ml  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ]
S9Z5l0  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 j%]sym  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 D[6sy`5l  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 wnXU=  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ){,Mv:#+T  
       5 CTE   0.550000E-05 W}zq9|p  
       5 GTB U    'GE              ' c0&!S-4M  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 LXrk5>9  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 8$iHd  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR p*@t$0i  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 FoZI0p?L)9  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 j!k$SDA-  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 /FPO'} 6i  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ".( G,TW  
       7 CTE   0.255000E-05 !SGRK01  
       7 GTB U    'SILICON         ' PGYx]r  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 v6L]3O1  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 PX/^*  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR {o*$|4q4  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ^vxNS[C`;  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR e(b$L
UV  
     END +eLL)uk  
8o $` '  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST U-,s/VQ?  
P&tw!B  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： 4:b'VHW.  
7,
alZ"%W  
    CHG f$dIPt(  
    ALPHA A6061 <~_XT>`y  
    END seP h%Sa_  
akCCpnX_d  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： gCVOm-*:  
4_'BoU4  
    THERM ICe;p 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 ty%,T.@e  
    END \ZE=WvnhZ  
[[';Hi^  
UYW'pV  
Au(oKs<  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 H}CmSo8&  
"}-S%v`)z  
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。 2<w vO 9  
d1
kE)R  
rp[3?-fk  
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。 Q+QD,  
Y5"HK
W^  
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。 Z^_zcH'  
0XqxW\8_l  
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： A McZm0c`  
n:1Ijh 1  
    THERM H(M{hfa|  
    COE 1 STYRENE j}(m$j'  
    TCHANGE 1 =1 S%E  
    5 <Kl$ek8  
    ATS 100 2 =2} kiLKO  
    END ^7=7V0>,:  
/Ah&d@b  
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： Unb3 Gv#O  
%9S0!h\  
    ACON 1 A%^7D.j  
    PANT )%n$_N n  
    VY 4 TH 1000 -1000 [9NrPm3d  
    VY 5 TH 1000 -1000 ?`O^
;f  
    END
BIe:7cR%  
nf1 `)tXG  
    AANT O.xtY@'"  
    ACON 1 I:UDEoQo  
    M 0 1 A DELF iy]?j$B$  
    M 8.103249 1 A P YA 1 @_#\qGY  
rcY &n^:  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 <l5m\A  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ~mi4V  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 o[+t}hC[  
mF jM6pmo  
    ACON 2 Eciu^  
    M 0 1 A DELF Vi}E9I4  
&Vgpv#&Cfx  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   6qT-  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 v+SdjFAY  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 
~oT*@  
    END jh`[Y7RJO  
Q {BA`Q@V  
    SNAP /4+(eI7  
    SYNO 20 MULTI !=a]Awr\  
K' <[kh:cl  
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。 ',LC!^:~Nw  
tAI v+L  
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。 [+xsX
*+  
w1aoEo"S  
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。 D>HbJCG4^  
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JEMc_ngR!  
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