[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。 8}m]XO  
6/9 A'!4C  
Ftj3`Mu  
'3eP<earRP  
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： <#ujm fD  
$53I%.  
    RLE zEJ|;oL  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 uj_u
j!  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 94"R&
|  
     LOG      124 ,WbO8#z+  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 @#
ih;F  
     APS               1 LjjE(Yrv{  
     UNITS MM   !
G3O!]  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 |SXMd'<3`Z  
     MARGIN       1.270000 FLY#  
     BEVEL       0.254001 '
-[  
       0 AIR o9~Z! &p  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 +r9:n(VP  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 /AWV@'  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 -8Z%5W`  
       1 CTE   0.255000E-05 |_HH[s*U  
       1 GTB U    'SILICON         ' 0Ep%&>@  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 3.B|uN  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 5SFe
JBS  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR [-_u{j  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 yWu80C8q  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 EP7L5GZ-a  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 $I!vQbi  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 $zq`hI!1  
       3 CTE   0.550000E-05  {[o=df/  
       3 GTB U    'GE              ' o6K\z+.{  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 C/ow{
MxA  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 3t[2Bd  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR CD%wi:C%|  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 QNzI  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ~j",ePl  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 %0@Jm)K^  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 sCSrwsbhv  
       5 CTE   0.550000E-05 HS]|s':  
       5 GTB U    'GE              ' Q&^ti)vB  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 Z1u{.^~^z  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 +mE y7qM  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR He. gl  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 %7pT\8E5  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 +j&4[;8P:  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 &%L1n?>Q}  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 _kl.zw%  
       7 CTE   0.255000E-05 =9FY;9  
       7 GTB U    'SILICON         ' $`x4|a8-  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 ,*8}TIS(s  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 G%-[vk#]  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR ~\<Fq\.x  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 i}N'WV`!  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR y} AkF2:  
     END ZY+NKb_  
Xa#`VDh  
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 *xA&t)z(i  
,ClGa2O  
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]u53`
 
!]7Z),s  
    CHG f"q='B9_T\  
    ALPHA A6061 DzYi> E:*  
    END }Zc.rk  
]6Kx0mW  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： p]:5S_$  
5;oWF
l  
    THERM :w:hqe|_  
    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 )8p FPr  
    END rePJ4i [y  
ZGf R:a)wc  
sL75C|f9  
fI;6!M#  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 ,1EyT>  
9lNO
~8  
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。 "detDB   
%WiDz0o  
^.aFns{wv  
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。 f/&gR5  
<
xOXuve  
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。 [U.3rcT"N  
o(Yfnnuy  
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： kL\
FY  
pZUckQ  
    THERM zBtlkBPu  
    COE 1 STYRENE ?8X;F"Ba  
    TCHANGE 1 +Kg
Le>-}  
    5 pSvRyb.K  
    ATS 100 2 MdmS  
    END FJomUVR.  
4qXO8T#~J=  
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： tSran  
q@8Jc[\d  
    ACON 1 pyYm<dn  
    PANT *UhYX)J  
    VY 4 TH 1000 -1000 jU.z{(s  
    VY 5 TH 1000 -1000 9z6-HZG'~<  
    END GcaLP*%>B  
~x^E kE  
    AANT 8Q ba4kgL  
    ACON 1 smaPZ^;; j  
    M 0 1 A DELF Q$_y +[  
    M 8.103249 1 A P YA 1 hAX@|G.  
kk#%x#L[  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 &u&+:
m  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ~(bY-6z  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 o~<X
c  

"TEF  
    ACON 2 'ol8lIa.P  
    M 0 1 A DELF k8IhQ{@  
F|pM$Kd`  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   UgI0 *PE2  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 UtPFkase  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 9'+Eu)l:  
    END
U|SF;T .  
C'$w*^me  
    SNAP hS&3D6Gt  
    SYNO 20 MULTI 4FrP%|%E~  
Nc;cb  
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。 *g7BR`Bt]z  
l@:Tw.+
/9  
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。 N~NUBEKcp  
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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。 fk%W07x!  
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