[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。 Mw+8p}E  
+p:@,_  
9fL48
f$  
:X6A9jmd  
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： hd}"%
9p  
77ID 82  
    RLE 7o]p0iLej  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 (7g1e
EK%  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' Q@lJ|  
     LOG      124 x p#+{}  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 {r!X W  
     APS               1 `o~9a N  
     UNITS MM   `cgSyRD]  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 h[
O!kwE  
     MARGIN       1.270000 SrVJ Q~:>  
     BEVEL       0.254001 3%W R  
       0 AIR c*g(R.!  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 U\A*${  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 LAwl9YnG:  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 "K8<X  
       1 CTE   0.255000E-05 Sgt@G=_o  
       1 GTB U    'SILICON         ' Px)/`'D  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 >Cjb|f3'i}  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 v5 yOh5  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ZdD]l*.\i  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 y^oSVj  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 e>kw>%3bl9  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 \5%T'S@5  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 C9q`x2  
       3 CTE   0.550000E-05 p&L`C|0  
       3 GTB U    'GE              ' Pxj?W'|  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 *zy0,{bl  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 &OiJJl[9  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR Q b5AQf30  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644  0FHX  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 IdlW[h3`[  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Iky'x[p,D  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 $siiG|)C1  
       5 CTE   0.550000E-05 g=;c*{  
       5 GTB U    'GE              ' yS#LT3>l  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 ~T')s-,l,:  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 or u.a  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR m#'2 3  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 > @ulvHL  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 I hvL2zB  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 L44-: 3  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 =J,aBp  
       7 CTE   0.255000E-05 mB$r>G/
'  
       7 GTB U    'SILICON         ' :CN,I!:  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 _wg6}3  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 eA>O<Z1>  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR $H/3t?6h`  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511
Rp)82- .  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR bf `4GD(  
     END b0i]T?#  
EM*YN=So  
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 UKx91a}g  
tWi@_Rlx;  
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： #Vanw!  
.3,s4\.kT  
    CHG Pb.-Z@  
    ALPHA A6061 Z8Fbx+~"  
    END ">kfX1LT  
er}/~@JJ  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： }abM:O "Y  
~?dPF;.6_  
    THERM _.Y?BAQ  
    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 +GWeu0b(~  
    END "j9,3yJT  

ocy fU=}X  
Warz"n]iC  
i7})V
DsZ  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 rZZueYuXO  
a[)in ,3  
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。 j3~:\H  
B5!$5Qc  
@Q3aJ98)2  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 X#(?V[F]  
iy8UrgG;l  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 9S.Uo[YY  
TC3xrE:U<m  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： @q2Yka  
ZYrXav<  
    THERM W z3y+I/&  
    COE 1 STYRENE ow ~(k5k:  
    TCHANGE 1 F`U%xn,  
    5 D2~e@J(K  
    ATS 100 2 R1X9  
    END !tF
s(![  
9>qR6k?  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： [a
5L WW  
;&P%A<[`  
    ACON 1 &?/h#oF@\  
    PANT ju(&v*KA  
    VY 4 TH 1000 -1000 h{yqNl  
    VY 5 TH 1000 -1000 t&wtw  
    END S?*v p=  
qp^O\>c  
    AANT Z= dEk`  
    ACON 1 .ev'd&l.  
    M 0 1 A DELF gc7S_D~;  
    M 8.103249 1 A P YA 1 "kz``6C  
I' ej?~  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 4\Y2{Z>P?  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 rcPP-+XW  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 D(s[=$zua  
U"A
]b(54  
    ACON 2 6?Rm>+2>v  
    M 0 1 A DELF m]+g[L?-  
<jQ?l%\  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   pRD8/7@(B{  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 }?^5\otu  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 C6ZM#}I$l  
    END +y>D3I  
0~H(GG$VH  
    SNAP AM1J ^Dp  
    SYNO 20 MULTI ^vLHs=<  
pV(b>
O  
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。 DHW;*A-  
MZB0vdx  
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。 <K%qaf  
3lqR(Hh3  
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。 zJOjc/\  
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