[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。 MQ#nP_i  
jW8,}Xs  
mi';96

  
`iQ])C^d  
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： {p
y"Ob_  
g7UZtpLTm  
    RLE UR|Au'iu  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 B
Nw};.lO  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' >iV2>o_  
     LOG      124 ZLGglT'EW>  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ;],Js1m  
     APS               1 q\$k'(k>35  
     UNITS MM   QomihQnc  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 S
{Q2KD  
     MARGIN       1.270000 J+(B]8aj  
     BEVEL       0.254001 mx!EuF$I  
       0 AIR n1Wo<$#  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 mB5Sm|{  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 "!B\c9q
 
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 YlhyZ&a,  
       1 CTE   0.255000E-05 rj ] ~g  
       1 GTB U    'SILICON         ' v;sWI"Fv!  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 _2a)b(<tF  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 )z_5I (?&  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR 3 ,f3^A  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 |V&E q>G  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 .WVIdVO7  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 | 9 <+!t\  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 2PC:F9dh\  
       3 CTE   0.550000E-05 xE5VXYU  
       3 GTB U    'GE              ' #z5$_z?_  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 s/0bXM$^  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 ,@]*Xgt=  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR i*)BF
V_-  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 d6XdN  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 YD,<]q%  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 `uof\D<']  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 |Kq<}R  
       5 CTE   0.550000E-05 ]Om;b
mwt  
       5 GTB U    'GE              ' s}<i[hY>  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 { V$}qa{P  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 ELZ@0,  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR _oE 7<  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 }a"
koL  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 2[CHiB*>  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 2@Zw#2|
]  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 717OzrF}A?  
       7 CTE   0.255000E-05 NpH:5hi  
       7 GTB U    'SILICON         ' 4jw q
$G  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 13p
.dp`  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 .1f!w!ltVR  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR ?P;=_~X  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 @ek8t2??x  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR m>^vr7  
     END ()ww9L2  
[ e#[j{  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST i 2 ='>  
l:OXxHxRi  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： s_P[lbHt
.  
u/apnAW@M  
    CHG ul{D)zm\D  
    ALPHA A6061 Gce[RB:  
    END }vd72PB  
(@NW
2  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： a5/r|BiBK  
v.53fx  
    THERM ?L"x>$  
    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 Q2'`K|T  
    END YbF}>1/"  
>@EwfM4[e  
63'L58O  
8:U0M'}u>  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 bsc#Oq]  
zp\_5[qJ;  
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。 .Ms$)1  
em2Tet  
*i"Mu00b  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 c_u7O \  
ab[V->>%  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 & j*Ylj}  
Gh}* <X;N  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： !1mAq+q!  
ZU`HaL$  
    THERM 4{h^O@*g  
    COE 1 STYRENE cqp^**s  
    TCHANGE 1 f[q_eY  
    5 y!x-R!3  
    ATS 100 2 Hp@cBj_@P2  
    END MfraTUxIo/  
Uv(}x7e)  
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： PiLLUyQx  
b/4gs62{k  
    ACON 1 bd3>IWihp  
    PANT `FK qVd  
    VY 4 TH 1000 -1000 z=4E#y`?U  
    VY 5 TH 1000 -1000 ]j.!   
    END _I%mY!x\`  
F#o{/u?T  
    AANT (kx>\FIK*  
    ACON 1 xM>dv5<E  
    M 0 1 A DELF %5;kNeD\Fq  
    M 8.103249 1 A P YA 1 KF7d`bRe  
DvTbt?i[  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 hDbZ62DDN  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 V3_qqz}`r  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 =|d5V%mK  
?h8/\~Dw  
    ACON 2 `Mo%)I<`=  
    M 0 1 A DELF ,88%eX|  
7>gW2m  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   II.Wa&w}  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 SNV;s,  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ve4QS P  
    END !)c0  
R~bLEo  
    SNAP xH-} <7  
    SYNO 20 MULTI U27ja|W^  
;8gODj:dO
 
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。 n4zns,:)/  
*gI9CVfQl  
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。 FFH{#|_1  
ezd@>(hJ  
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。 'eoI~*}3WQ  
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