[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。 k&b>-QP6  
YbKW;L&Ff  
Xc!w y9m  
@_{"ho  
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： U{EW +>  
*M:
Bhw  
    RLE 9\F^\h{  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 -g0>>{M'  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' !r<7]nwV  
     LOG      124 cu-WY8n  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 `
f'P  
     APS               1 K_i2%t3  
     UNITS MM   5S1m&s5k  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 L6m'u6:1{  
     MARGIN       1.270000 >EY
0-B  
     BEVEL       0.254001 'g#GUSXfj  
       0 AIR e\<I:7%Rg  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 =u(fP" |{  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 _bX)fnUu  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Q*I/mUP&f  
       1 CTE   0.255000E-05 xk/(|f{L  
       1 GTB U    'SILICON         ' h>wU';5#f  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ]arP6iN+  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 :|a[6Uwl\V  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ?U |lZ~o  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 _PIk,!<  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 F}X_I  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 J?&9ofj&  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 4:.M*Dz  
       3 CTE   0.550000E-05 wQ5__"D  
       3 GTB U    'GE              ' $)U RY~;i  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 <6@Db$-  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 6 Qmtb2  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR Yr+&|;DB  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 Xy._&&pt  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000
*$QUE0  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 0PN{ +<?.  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 bu]bfnYi9  
       5 CTE   0.550000E-05 _/Hu'9432  
       5 GTB U    'GE              ' O'k"6sBb  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 `6zoZM7?Y  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 mU!c;O  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR >a<;)K^1  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 iY="M_kQ_  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 8:f(PN  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 u%FA.  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 zIu1oF4[  
       7 CTE   0.255000E-05 Q8_d]V=X:  
       7 GTB U    'SILICON         ' V{][{5SR  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 gY%-0@g  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 QZX+E   
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR b{A#P?  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 J? C"be=  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR d/MMPge3  
     END k20tn ew  
avQwbAh[  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST LVSJK.B  
'`S,d[~  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： j:0z/gHp$  
|q?A8@\u  
    CHG @ Fu|et  
    ALPHA A6061 |.YL2\  
    END B9]KC i
 
Yv>% 5`  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： 1'ZBtX~A  
1c]GS&(RP  
    THERM Ra/S
46$  
    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 hUqIjcuL4  
    END )Ipa5i>t  
z;T?2~g!  
L~\Ir  
0ZO!_3m$r  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 4oJ0,u  
&Mol8=V)  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 _f/6bpv  
JMXCyDy;  
2TdcZ<k}J  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 .RdnJ&K*  
ikUG`F%W  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 zhS\|tI  
F8q|$[nH  
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： :AL nm0d  
{$Qw]?Yv
 
    THERM hDCR>G  
    COE 1 STYRENE ^]K_k7`I  
    TCHANGE 1 y\S}U{*Z'  
    5 3= PRe  
    ATS 100 2 (<|,LagTuc  
    END <d8Yk>R  
'vBuQinn  
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： 04o(05K  
!IcPO  
    ACON 1 d-y8c  
    PANT 8K'3iw>z  
    VY 4 TH 1000 -1000 U 1vZr{\  
    VY 5 TH 1000 -1000 w~Aw?75t  
    END ,VI2dNst\  
f-^JI*hj  
    AANT 13kl\<6  
    ACON 1 )m|)cLT&  
    M 0 1 A DELF ^8OK.iC  
    M 8.103249 1 A P YA 1 EJrP{GH  
-a
!?%
 
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 qf;x~1efC4  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 *|Tx4Qt  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 f["c,,[  
<v%
Q|r  
    ACON 2 ''tCtG" Xi  
    M 0 1 A DELF {{qu:(_g  
Z):q1:y  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   8MU+i%hd  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 #ozui-u>  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 vhvFBx0  
    END ?L x*MJZ  
O |!cPB:  
    SNAP g%TOYZr!X  
    SYNO 20 MULTI H}?"2jF  
.~u[rc|<  
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。 F$M^}vsjGx  
FF#T"y0Y  
我们已经为TH变量输入了确定的限制，因为程序不会让正TH变为负数。为了保持放大率不变，我们为主光线的YA添加了一个目标。您可以参考用户手册，以获得有关此功能的完整。 3$G &~A{  
5X&Y~w,poU  
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。 jl9hFubwW  
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-Gy=1W`09  
Z-:T')#Cf  
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0RgE~x!hI