[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。 o 9/,@Ri\5  
0t}v@-abU  
&vt)7[  
W5= j&
&|!  
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： ;1{=t!z=  
5J|S
6x\  
    RLE -!\%##r7~  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 80'@+AD  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' l U4 I*  
     LOG      124 m-ibS:  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 }LKD9U5;8  
     APS               1 `O%nDry  
     UNITS MM   cL~WDW/  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 6)ln,{  
     MARGIN       1.270000 0B!(i.w  
     BEVEL       0.254001 &rD8ng+$  
       0 AIR YG8V\4 SQ  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 )h&@}#A09  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 k ,+,,W  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 VjNr<~|d  
       1 CTE   0.255000E-05 X[1D$1Dvw  
       1 GTB U    'SILICON         ' cs*E9  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 1'Q6l  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 (=;'>*L(  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR %.r\P@7/Q  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 2IR
ARZ,3  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 qHdUnW  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 k'H[aYMA  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 {FKr^)g  
       3 CTE   0.550000E-05 #$-?[c$>  
       3 GTB U    'GE              ' :[328X2  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 v @0G^z|  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 j~K(xf  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR :Dw_$  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 s(5hFuyg  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ,>7dIJqzw  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 @48!e-W  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 `P
L}8ydZ  
       5 CTE   0.550000E-05 )UF'y{K}  
       5 GTB U    'GE              ' 5X+`aB  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 fW+"Kuw  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 yq k8)\p  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR ,52 IR[I<T  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 l5Ko9CG  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 8a)Brl}u  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 fxoEK}TM  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 7x>^ip"7  
       7 CTE   0.255000E-05 T)7U+~nQ"  
       7 GTB U    'SILICON         ' 5$'[R;r  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 {}k3nJfE  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 OZe&p  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR R@z`  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 YW&K,)L@  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR /7Pqy2sgE  
     END YX-j|m|  
g=Xy{Vm  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST 9t)Hi qj  
eS@j? Y0y  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： 4s9@4  
iJ^}{-  
    CHG Gg~0>XS  
    ALPHA A6061 Gt*K:KT=L  
    END K;sC#9m  
?2~fvMWu  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： `14@dk  
I8)D  
    THERM |TMn  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 W-#DEU 7_  
    END ;#9?3Os  
[O&}Qk  
Bt}90#  
XK3O,XM  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 &T0]tzk*,  
gs3(B/";c  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 ZwLr>?0$ p  
)G^k$j  
S
N ?Z7  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 s.Z{mnD6  
%|}*xMQ  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 L+%kibnY'  
}lX$KuD  
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： *1kFy_Gx  
VED~
v#.c  
    THERM Vlz\n  
    COE 1 STYRENE l9Ol|Cb&  
    TCHANGE 1  2hF^U+I}  
    5 :FS5BT$=  
    ATS 100 2 t*H2
;|zn_  
    END JZ-@za6u  
uBt ]4d*  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： YAT@xZs-  
Xzg >/w 8J  
    ACON 1 I1':&l^O  
    PANT P:.jb!ZU  
    VY 4 TH 1000 -1000 bHRn}K+<}c  
    VY 5 TH 1000 -1000 9MZ)-  
    END i'H]N8,A  
PbZ%[F  
    AANT %\48hSe  
    ACON 1 [T =>QS@g  
    M 0 1 A DELF +%\Ci!%b  
    M 8.103249 1 A P YA 1 Bh=t%#y|`  
>YWK"~|i~  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 NO[A00m|OL  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 Rh~b,"  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ~8nR3ki  
&2XH.$Q  
    ACON 2 W[Q<# Ju  
    M 0 1 A DELF \MRd4vufv  
PVlCj  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   oX:&;KA  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 V{oFig 6  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 e16H@  
    END JRz)A4P  
B7'#8heDh  
    SNAP K% FK  
    SYNO 20 MULTI `B3-#!2X  
"}xIt)n%;  
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。 X:Wd%CHP  
r&a}U6k(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。 iy]L"7&Z2  
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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。 E3j`e>Yz  
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