[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。 pl\b-  
\JU{xQMB  
WIG=D{\Yx  
qiU5{}  
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： L#ZLawG  
Q!]IG;3Sx|  
    RLE 7E\gxQ(vU  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 )S Q('vwg  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' :~33U)?{T  
     LOG      124 <r;o6>+  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 PkJcd->  
     APS               1 #>bT<  
     UNITS MM   ; 8E;  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 Ut_mrb+W  
     MARGIN       1.270000 6(.H3bu
 
     BEVEL       0.254001 <I1y  
       0 AIR 7}o6_i  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 !qw4mN  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 v:A:37#I  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 Fx5ZwT t  
       1 CTE   0.255000E-05 oZ-FF'  
       1 GTB U    'SILICON         ' A$<>JVv  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 lR}%)3_k  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 @G(xaU'u  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR
s|g
p  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 @'HT;Q!\Vd  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 SB1[jcJ  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 m>YWxa  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 6F-JK1i  
       3 CTE   0.550000E-05 <A{y
($  
       3 GTB U    'GE              ' "*bk{)dz}  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 Xl?YBZ}  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 `Hd9\;NJ  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 7V'Le2T'  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 4,zvFH*AH  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ]738Z/)^  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 BkV(81"C  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 P\T|[%E'  
       5 CTE   0.550000E-05 x;mJvfX  
       5 GTB U    'GE              ' w%rg\E  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 ~v\hIm3=m  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 48k7/w\  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR RpAiU  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 1 KB7yG-#6  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 V&R$8tpz  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 fCr\u6Tb  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 %wtXo BJ  
       7 CTE   0.255000E-05 *;P2+cE>H3  
       7 GTB U    'SILICON         ' `I{tZ$iD  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 =%L@WVbM  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 f)U6p  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR y<v|X2  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 [G=:?J,P  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR \kyM}5G(<0  
     END jiq2x\\!  
tO`?{?W7  
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 zU b8NOi  
h(|;\~  
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： yYk|YX(7U  
,m:6qdN  
    CHG "4RQ`.SR  
    ALPHA A6061 tJz^DXqAc  
    END Bi XTC$Oi  
b@!:=_Mr  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： t*s!0'Y  

k{1b20  
    THERM KDBY9`08  
    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  ^ `je
 
    END . wmkj  
mV%h[~-  
)gjGG8Ee  
s{B_N/^  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 %b9fW  
VRB~7\A5<)  
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。 Gn[*?=Vy  
%:%MUdl6  
Qi"'bWX@  
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。 BJ2Q2WW  
pW7kj&a_.  
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。 mQL8QW[c  
/0l-mfRr  
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： {>A
8g({i  
9j2\y=<&  
    THERM Bqp&2zg)@  
    COE 1 STYRENE `;e^2  
    TCHANGE 1 Q<C@KBiVE  
    5 MorW\7-}  
    ATS 100 2 "d2LyQy  
    END j37:  
juXC?2c  
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： K]9tc)  
n-W?Z'H{r  
    ACON 1 Z<I[vp6{  
    PANT o:4CI  
    VY 4 TH 1000 -1000 '/dTqg*W  
    VY 5 TH 1000 -1000 I IYLA(  
    END T6;>O`B.r  
\3M1.Q4$Gr  
    AANT +*<K"H|,  
    ACON 1 tfsh!)u?  
    M 0 1 A DELF uFWvtL?;_  
    M 8.103249 1 A P YA 1 EtJD'&  
-;f+; M  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 b~F!.^7Q  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 `TOX1cmw  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 |KTpK(6p  
ynxWQ%d(`  
    ACON 2 %@o&*pF^,  
    M 0 1 A DELF > e;]mU`,  
{Qm6?H  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   xTGP  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 WT I'O  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 3
8<~R  
    END p_A5C?&  
W6)dUi :"  
    SNAP -aC!0O y`  
    SYNO 20 MULTI Wn2Ny jX  
7=L:m7T  
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。 .QNjeMu.  
_,11EeW@  
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。 4
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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。 h 3eGq:!9  
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