[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。 DhKr;e  
&w~Xa( uu  
X.|Ygx  
EH9Hpo  
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： )xl6,bq3  
nZvU'k:  
    RLE f_r0})  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 zDBD.5R;  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' ]= x 1`j  
     LOG      124 aSnp/g  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 |DG@ht  
     APS               1 0~E 6QhV:  
     UNITS MM   '?/
&n8J\  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 -]"T^wib  
     MARGIN       1.270000 nTnRGf\T  
     BEVEL       0.254001 j64 4V|z  
       0 AIR M?:\9DDd  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 =d20Xa  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 6nw&$I  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Etnb3<^[t  
       1 CTE   0.255000E-05 M23&<}Q8  
       1 GTB U    'SILICON         ' !QC<n/  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 CUhV$A#oo  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 z&'f/w8  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR EnCU4CU`  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 B%b_/F]e  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 #3.)H9  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 E3\ZJjG  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 5j[#'3TSU  
       3 CTE   0.550000E-05 1Kc^m\  
       3 GTB U    'GE              ' pzEABA  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 ?eWJa  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 kV^?p  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR Ee?;i<u  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 co]Gmg6p  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 dK# h<q1  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 OlcP(  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 i:Mc(mW  
       5 CTE   0.550000E-05 9/;{>RL=  
       5 GTB U    'GE              ' Zc\S$+PM  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 t"YIq/08  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 gX/NtO%  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR k:0P+d  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 ER<eX4oU  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 ,C!n}+27  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 'O "kt T  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 xyV]?~7  
       7 CTE   0.255000E-05 ?M"HX
u  
       7 GTB U    'SILICON         ' X%J%A-k]  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 \!PV*%P  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 G2@KI-  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR v72,h  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 hZF(/4Z2  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR s`Vf+l0  
     END @.o@-3k  
+!$dO'0nt,  
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 33M}>$ZH  
{,v: GMsm  
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： 22IYrk  
$h]NXC6J  
    CHG !rHx}n{rw  
    ALPHA A6061 I=b'j5c  
    END bA+[{  
nt`<y0ta
 
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： ?H0m<jO8~  
| XLFV  
    THERM T{;=#rG<  
    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 5ZUy:  
    END vTcZ8|3e  
}z{wQ\  
q(1r<2  
W^|J/Y48  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 ReqE?CeV  
%(NN*o9"q  
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。 m9b(3  
i0i`k^bA  
O'Am RJ  
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。 %xh?!s|G(  
#-dK0<:  
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。 QB9A-U<J  
kraVL%72  
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： ,N;v~D$Y  
U_}hfLILi  
    THERM "_oLe;?$c  
    COE 1 STYRENE nO}$ 76*'0  
    TCHANGE 1 JQH7ZaN  
    5 QP<FCmt8  
    ATS 100 2 r?]
%d!   
    END z^9E;  
{)uU6z {'  
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： M0L-u  
L3g9b53\  
    ACON 1 Jbkt'Z(&J  
    PANT ef,F[-2^o  
    VY 4 TH 1000 -1000 y* rY~U#3  
    VY 5 TH 1000 -1000 T#Fn:6_=  
    END "bi !=  
,.q8Xf  
    AANT lnjL7x  
    ACON 1 uYY=~o[ Tw  
    M 0 1 A DELF OU6^+Ta  
    M 8.103249 1 A P YA 1 y78z>(jV  
p^Ag
h  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 *n;>p_#  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 k5g@myb-  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 !&\meS{  
:5G$d%O=2  
    ACON 2 wyNC|P;j$g  
    M 0 1 A DELF ?&XzW+(X  
v/ eB,p  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   =J`gGDhGY-  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 a&8l[xe1  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 hk/+  
    END we }#Ru*  
MHGjvSx  
    SNAP s5nB(L*Pjp  
    SYNO 20 MULTI 1"M"h_4  
H a90  
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。 iq,ah"L  
aQxe)  
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。 :82?'aR  
f<^ScFVR  
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。 OX`?<@6  
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