| SYNOPSYS 光学设计软件课程三十五:无热化红外望远镜
  m6IZGl7%  ?G8	D6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。
 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:
  } [75`pC~O  snN1ID  FOUR  ELEMENT  INFRARED  OBJECTIVE 1TbKnmTx
 WAVL  4.000000  3.250000  2.500000 jj.yB#T
 APS                1 uIWCVR8`Y
 UNITS  MM />$)o7U`+
 OBB  0.000000   3.00000   30.00000   0.00000   0.00000   0.00000   30.00000 [&Qrk8EN
 MARGIN      1.270000 Hq%`DWus\
 BEVEL       0.254001 .Qi`5C:U
 0 AIR s"sX#l[J
 1 RAD   163.0500000000000   TH   4.50000000 6QxLHQA
 1 N1  3.42403414  N2 3.42836910  N3 3.43782376 .#+rH}=Z
 1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 f'#7i@Je
 1 CTE    0.255000E-05  v4qvqGK
 1 GTB  U      'SILICON ' @l@lE0
 1 EFILE  EX1    31.417334   31.417334   31.671335   0.000000 "ENgu/A!
 1 EFILE  EX2    31.014427   31.417334    0.000000 >i=O =w
 2 RAD    255.4500000000000   TH   5.55000000  AIR SJy? ^
 2 AIR >iG`
 2 EFILE  EX1    31.014427   31.417334    31.671335 6.By)L
 3 RAD    -721.5000000000000   TH    3.60000000 QY{f=
 3 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 ^Yn6kF
 3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 X*8U%uF
 3 CTE    0.550000E-05  0J_Np
 3 GTB  U    'GE          ' j.m-6
 3 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644    0.000000 !UgJ^v
 3 EFILE   EX2   30.633643   30.633643    0.000000 rW1>t+
 4 RAD     -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 0?sIod
 4 AIR 1nvs51?H
 4 EFILE  EX1   30.633643   30.633643   30.887644 yyiZV\	/
 5 RAD     145.5000000000000    TH    3.15000000 0|NbU
 5 N1  4.02415626  N2  4.03741119  N3  4.06419029 UQTt;RS*zS
 5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04  2.05000E+00  1.10000E+01  2.20000E+01 0dnm/'L
 5 CTE    0.550000E-05 qA03EU
 5 GTB  U  'GE           ' o}NKqA3
 5 EFILE  EX1   27.236976   27.236976   27.490977  0.000000 P}aJvFlmP
 5 EFILE  EX2   26.712556   27.236976     0.000000 3S.rIai+
 6 RAD    120.4500000000000  TH    13.20000000 AIR 1`h`-dqr#
 6 AIR X}?cAo2N
 6 EFILE  EX1   26.712556   27.236976   27.490977 xorFz{
 7 RAD    255.0000000000000   TH    4.50000000 ;f6G&>p
 7 N1  3.42403414  N2  3.42836910  N3  3.43782376 q Rtgk
 7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04  1.40000E+00  7.50000E+00  1.60000E+01 WQ6E8t)
 7 CTE    0.255000E-05 :v&GAs6H
 7 GTB U       'SILICON        ' QtX ->6P>
 7 EFILE  EX1   27.355510   27.355510   27.609511  0.000000 ;GvyL>|-~
 7 EFILE  EX2   27.165926   27.355510    0.000000 u}u2{pO!
 8 RAD 2025.0000000000000 TH 107.272545 AIR 7dW9i7Aj
 8 AIR h~F uuL
 8 EFILE  EX1   27.165926   27.355510   27.609511 Q<78<#I
 9 RAD     -405.0000000000000   TH   0.00000000 AIR nYE_WXY3V
 9 AIR ;jnnCXp>
 END
 D*	Vr)J
 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。
  ~_h4|vG  -/FCd(SYNOPSYS AI>THERM TEST YF."D%?
 )"f>cYF
 WARNING -- NO DEFAULT CTE HAS BEEN ASSIGNED TO AIRSPACES we{*%8I;
 ALL GLASSES IN THIS LENS HAVE BEEN ASSIGNED THERMAL-INDEX COEFFICIENTS  wV U(Du
 SYNOPSYS AI>
 44S<(Re
 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:
  d)dIIzv  iRPd=)CHG Mu{mj4Y{
 ALPHA A6061  5+ VdZ'@
 END
 [*50Ng>P`
 现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro:
  nY(jN D  @$tQzHERM tCA |sN
 ATS 100 2 i(Y P(8
 END
 'kYV}rq;l
 镜头的副本将放在多重结构2中,所有参数也都随着温度从20到100度的范围变化。 这是ACON 2现在的样子 ?VReKv1\
 镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 |!&,etu
 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。 ~1}NQa( 图像几乎汇聚在焦点上,并且改变非常小,从65.7变化到65.577。  7p2x}[	.\
 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。 I80.|KIv
 再次返回ACON 1,WorkSheet仍然打开,创建一个检查点并单击Add Surface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{W,8h*s 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:
  Ue-HO	  %_A1WCTHERM #7'ww*+
 COE 1 STYRENE lr^-
 TCHANGE 1 .F%!zaVIu
 5 e6{/e+/R
 ATS 100 2 fzSZ>I0R
 END
 S
_# UEf
 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:
  /&ph-4\i  BRH:5hACON 1 E%+V\	W%
 PANT J$'T2@H#
 VY  4  TH 1000 -1000   ]>:%:-d6
 VY  5  TH 1000 -1000 UVU}
 END @*_#zU#g
 Nz$OD_]
 AANT m#8KCZS
 ACON 1 S;*,V|#QD
 M  0  1  A  DELF ~\XB'
 M  8.103249  1  A  P  YA  1 U>X06T
 l65'EO|
 GSO  0.5  5.332000  3  M  0 @Z.Ne:*J
 GNO  0.5  1  3  M  0.5 -6)ywq^{z
 GNO  0.5  1  3  M  1.0 G::6?+S
 9E
(>mN
 ACON 2 	u4Vc:n
 M  0  1  A  DELF PqvwM2}4
 9:@os0^O
 GSO  0.5  5.332000  3  M  0 hRA.u'M
 GNO  0.5  1 3  M  0.5 0&EX-DbV
 GNO  0.5  1 3  M  1.0 t,MK#Ko
 END a>s v
 a^sR?.+3
 SNAP TTqOAo[-Z
 SYNO  20  MULTI
 v[lytX4)
 这将尝试在两个温度下保持系统聚焦并保持图像质量。 我们运行这个宏,现在ACON 2中的镜头比以前更好: 8t6h^uQ
 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。 nPv2: x
 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。
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