[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。 /?KtXV>]  
h+,'B&=|_  
'|l%rv  
5D,.^a1 A  
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： #D+7TWDwNt  
%#~((m1  
    RLE I=K!)X$  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 ;LCTCt`  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' bIgh@= 2  
     LOG      124 `|$'g^eCL  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ,E\h!/X  
     APS               1 ~xGoJrF\  
     UNITS MM   9G0D3F  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 Qg(Z
{V  
     MARGIN       1.270000 NS`07#z^  
     BEVEL       0.254001 7vn%kW=$  
       0 AIR opsQn\4DZ?  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 )
4l>XlQ&  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 4/S=5r}  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 gtiEhCF2W  
       1 CTE   0.255000E-05 .%=V">R  
       1 GTB U    'SILICON         ' %Y~>Jl  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 0n Y6A~  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 kv6Cp0uFg  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR +nZUL*Ut/  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 HBH$  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 9lf*O0Z&n  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 L!t@-5~  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 7kKuZW@K-  
       3 CTE   0.550000E-05 q:I$EpKf?Q  
       3 GTB U    'GE              ' .evbE O5  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 ,P{mk%=9  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 :.kZR;  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR j^flwk  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 :ygWNK[6D  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 o*">KqU`b  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Ko6^iI1  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 r9# \13-  
       5 CTE   0.550000E-05 JK]R*!{n  
       5 GTB U    'GE              ' MtS
3p>4  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 e  ^Ds  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 b_TS<,  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR Lxv6!?v|  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 +
oI3I~  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000
Q8T`wd$D#  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 <a4TO8  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 >I}9LyZt  
       7 CTE   0.255000E-05 @@@=}!<H=  
       7 GTB U    'SILICON         ' Y34/+Fi  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 [}OgSP9i  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 Xa," 'r  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR Z\~GU*Y.e  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 hn.bau[  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR $=B8qZ+  
     END !d,
8kG  
>@_im6  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST .f:n\eT):  
<F;v`h|+S  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： '$G"[ljr  
FS6<V0p
il  
    CHG qH>`}/,P  
    ALPHA A6061 hoM|P8 }rh  
    END xe4Oxo  
hA}~es=c  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： Ml?~ |_  
QzOkpewf  
    THERM /P:.qtT(  
    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 J@_ctGv  
    END .pPm~2]z  
=-KMb`xT  
Aw5pd7qKL  
R'}95S<  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 HDVW0QaMu  
cc}Key@D  
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。 tz^/J=)"  
S0d~.ah30  
d>0+A)6>  
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。 M;w?[yEZ  
HOoPrB m  
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。 ,CvG 20>  
:#5xA?=* S  
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： C NsNZJ  
JL=U,Mr6  
    THERM m2~&#c\  
    COE 1 STYRENE Yd EptAI  
    TCHANGE 1 .zg8i_  
    5 Cx<0 H  
    ATS 100 2 N8to
xRu  
    END [AU II*:}  
NVKC'==0  
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： O.`Jl%  
^3VR-u<O  
    ACON 1 ^y!;xc$(Qs  
    PANT *N'K/36;  
    VY 4 TH 1000 -1000 ;0rGiWC#  
    VY 5 TH 1000 -1000 \u,}vppz  
    END lot%N(mB`  
a"N4~?US  
    AANT K5Q43e1  
    ACON 1 <"N_j]wD  
    M 0 1 A DELF /X"/ha!=&D  
    M 8.103249 1 A P YA 1 aNcd` $0  
r3E!dTDWq  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 Fm\"{)
V:b  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 +4;uF]T  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 &QRE"_g  
KWAb-yB  
    ACON 2 Kt@M)#  
    M 0 1 A DELF $rIoHxh. y  
[.se|]t7X  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   X cr  =  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ,.iRnR  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 -fhN"B)  
    END \B F*m"lz  
w(ln5q  
    SNAP x:-.+C%  
    SYNO 20 MULTI XU!2YO)t;!  
n0Y+b[+wj  
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。 j',W 64  
1b=lpw1}  
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。 W} WI; cI  
.2d9?p3Y  
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。 !!@A8~H  
ojYbR<jn9  
f}g\D#`]/  
+uay(3m((  
7Q\|=$2  
4tL<q_  

_zlqtO