[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。 2x
n<E>]  
ErDL^M-`  
*QH[,F`I  
HE;V zR  
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： NR4Jn?l{  
#6W,6(#^#  
    RLE FZXyfZw!|  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 qVBL>9O*.  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' p7C!G1+z  
     LOG      124 AIh*1>2Xn  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 "- eZZEl(  
     APS               1 *vnXlV4L  
     UNITS MM   yN\e{;z`  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 U-EhPAB@  
     MARGIN       1.270000 ntGq" o  
     BEVEL       0.254001 .N"~zOV<#  
       0 AIR K\&o2lo]  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 Q\9K2=4  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 |s=`w8p  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 zZ=$O-&%  
       1 CTE   0.255000E-05 _ 08];M|  
       1 GTB U    'SILICON         ' 3.vgukkk5  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 Hm9<fQuM  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 nbmc[!PwG  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR =_PvrB2'  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 PAZ$_eSK6  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 {DBIonY];  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 S|K}k:v8  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 vM`~)rO@!  
       3 CTE   0.550000E-05 z[9UQU~x?  
       3 GTB U    'GE              ' /IR#A%U  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 IU!Ht>  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 fbC~WV#  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 2dbRE:v5  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 rLF*DB3l  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 wsnK3tM7-  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 @6&JR<g*t  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 s[AA7>]3  
       5 CTE   0.550000E-05 }c|UX ZW  
       5 GTB U    'GE              ' %8FN0  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 q`Q}yE>9  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 KcXpH]>!9  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR CWlW/>yF B  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 Q$a  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000
KAc>-c<  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 <1@ (ioPH  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 #C*&R>IvY  
       7 CTE   0.255000E-05 w%xCTeK[  
       7 GTB U    'SILICON         ' w sY}JT  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 .y):Rh^  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 ndi+xaQtG  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR ,W*H6fw+  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 u^4h&fL  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR 3~%!m<1:  
     END _x %1F  
]b}B2F'n  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST 4|Ui?.4=  
8;n_TMb  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： 7SS07$B  
zY%. Rq-  
    CHG IOEM[zhb$  
    ALPHA A6061 Z8&'f,  
    END 3?E}t*/  
A';QuWdT  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： ~<ri97)  
>Ko[Xb-8^_  
    THERM P!<[U!<hH  
    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 ngyY  
    END "2hh-L7ql  
<B[G |FY,  
:
6Pad  
h$fe -G#  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 &]iKriG  
bd\=h1  
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。 lG"H4Aa>  
VKrSh
I  
'3;v] L?G  
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。 s<7XxQ  
12(wj6Q  
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。 !B^K[2`)N  
o4Q3<T7nI  
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： K=\&+at1  
}5n  
    THERM QK <\kVZ8  
    COE 1 STYRENE j _ ;fWBD:  
    TCHANGE 1 WS,7dz  
    5 Mv|!2 [:  
    ATS 100 2 '`l K'5;  
    END xsP4\C>  
!j^&gRH  
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： _>_j\b  
hbfq]v*X  
    ACON 1 "J19*<~  
    PANT ' 4O
-  
    VY 4 TH 1000 -1000 VLI'
  
    VY 5 TH 1000 -1000 -%m3-xZA  
    END Y(VO.fVJK  
ja T$gAx  
    AANT jP=Hf=:$  
    ACON 1 nhH;?D3  
    M 0 1 A DELF m 7LUrU  
    M 8.103249 1 A P YA 1 h9CIZU[Nh  
OW5t[~y]  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 V|FrN*m  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 bToq$%sCg  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 X0uJNHO  
{j SmoA  
    ACON 2 b?VV'{4  
    M 0 1 A DELF .i/m  
npH?4S-8G  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   2<r\/-#pU  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 f8n V=AQ  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 HW6.O|3  
    END |b.z*G  
r"wtZ]69  
    SNAP mP^SS Je  
    SYNO 20 MULTI p3]Q^KFS  
]<trA$ 0  
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。 0A[esWmP  
:tj-gDa\Y  
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
vuTc!$?  
&M[f&_"8Q  
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。 PkUd~c  
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