[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。 S#ryEgc]  
x1:mT[[$  
Bl\:YYd  
J&6p/'UPZ  
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： J4qk^1m.  
S*l/ Sa@  
    RLE <K)]kf  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 uEgR>X>  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' eU"yF >6'  
     LOG      124 S_7]_GQ9  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 l,|Llb  
     APS               1 4X=VNORlU0  
     UNITS MM   m=}h7&5p  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 *~8F.c
x  
     MARGIN       1.270000 "kApGNB  
     BEVEL       0.254001 {C w.?JU  
       0 AIR S257+ K9  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 9~V'Wev  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 g1t6XVS$9  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 L@Rgiq|v-|  
       1 CTE   0.255000E-05 Ti2cD  
       1 GTB U    'SILICON         ' I[E 6N2  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 nWK8.&{.  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ?e9tnk3  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR c|<F8n  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ~ZafTCa;  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 jI,[(Z>  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ,!> ~izB  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 E$%v);u  
       3 CTE   0.550000E-05 L;:|bVH  
       3 GTB U    'GE              ' th{J;a  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 7nPg2K&  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 hp -|a  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR DT-.Gdb8  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 /3)\^Pof  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 RZ
W=z}T+H  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Hec8pL  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 }8^qb5+!3  
       5 CTE   0.550000E-05 :}_hz )  
       5 GTB U    'GE              ' |6So$;`  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 8YZ9  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 o?ug`m"  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR B2r[oT R  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 iZTU]+z!  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 p7\LLJ y  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 xn, u$@F  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ";U~wZW_  
       7 CTE   0.255000E-05 0^*,E/}P&  
       7 GTB U    'SILICON         ' { {?-& yA  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 D@p{EH  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 fDYTupKXH  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR POk5+^  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 9o,Eqx4J  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR o;c"-^>  
     END <Ve0PhK  
DWtITO>  
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 38sLyoG=i  
@Yt394gA%\  
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： 5_yw  
qBF|' .$^  
    CHG 6!i`\>I]  
    ALPHA A6061 ((Av3{05H&  
    END IS"[<  
{zZ)JWM<w  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： (PE.v1T  
<e! TF@  
    THERM nql1I<I  
    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 W7C1\'T  
    END p7AsNqEp  
nHF66,7t  
~5Fx[q  
@@@}FV&  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 <IIz-6*V  
Qz=e'H  
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。 Lp%J:ogV`  
q-CgXwU  
Tf=1p1!3  
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。 !hJ!ck]M  
PkFG0  
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。 ,fiV xnQ  
`
Cd!  
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： Iep_,o.Sk  
MMO/vJC  
    THERM '-(Z.e~e  
    COE 1 STYRENE v~x`a0  
    TCHANGE 1 #-b}QhxH  
    5 S['rTuk  
    ATS 100 2 ){mqo
%{SO  
    END 7%$3`4i`O  
n?c[ E+i;  
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： ,f%
4xXI  
x?rd9c
 
    ACON 1 t"9r`0>  
    PANT J>+\a1{  
    VY 4 TH 1000 -1000 '_Q';T_n99  
    VY 5 TH 1000 -1000
R`o Xkj  
    END h:7\S\|8  
Mk9J~'C_  
    AANT oR%cG"y  
    ACON 1 >;"%Db  
    M 0 1 A DELF R'1j  
    M 8.103249 1 A P YA 1 4h?@
D_{k  
uEh
PO  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 'I}wN5`  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 6J- /%  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 \PZ;y=]p}  
mYfHBW:  
    ACON 2 t
(vyi  
    M 0 1 A DELF -`\n/"#X6i  
Zcw<USF8  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   3QXs
r<  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 nm_ta
ER  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 YHY*dk*|C  
    END ~("bpS#ZgD  
=oq=``%  
    SNAP PB*G#2W  
    SYNO 20 MULTI J
!|
R1  
Wcm'E3c,  
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。 Ll%}n
ti  
Kc@Sw{JR#7  
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。 S&&QU#  
yW*,Llb5  
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。 }4piZ ch  
L.JL4;U P  
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