[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。 2EZb )&Q  
p$Ox'A4  
>Cw<BIF  
S"wR%\NIp  
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： n8*;lK8  
u/cg|]x&T  
    RLE =  C4  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 <:SZAAoIV  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' -gSUjP  
     LOG      124 C{gyj}5  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 I!e})Y  
     APS               1 qlL`jWJ  
     UNITS MM   =|3fs7  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 AC>`'Gx  
     MARGIN       1.270000 1 $/%m_t  
     BEVEL       0.254001 8!Vl
   
       0 AIR ^*P%=>zO  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 Ut2y;2)a  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 q#<^^4U  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 o.0ci+z@  
       1 CTE   0.255000E-05 -FU}pz/  
       1 GTB U    'SILICON         ' ~//fN}~R  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 GGnpjwXeH  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 Q09[[  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR
E_vq  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 cSXwYZDx?  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 >-H{Z{VDd  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 S H!  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 0NS<?p~_S  
       3 CTE   0.550000E-05 G6T_O  
       3 GTB U    'GE              ' c-B cA  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 b )B?
F  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 eeyHy"@  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR !o:f$6EA~C  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 {phNds%  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 1v71rf&w  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 8C*c{(4  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 dBz/7&Q   
       5 CTE   0.550000E-05 O8h
%3&  
       5 GTB U    'GE              ' xai*CY@cQ  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 eEuvl`&  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 nih0
t^m'  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR z6*X%6,8  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 Wf|Q$MHos  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 B}lvr-c#  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 R}O_[  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 *MKO I'  
       7 CTE   0.255000E-05 vN`klDJgW[  
       7 GTB U    'SILICON         ' 8fl`r~bqZ  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 n*2UnKaJ  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 !@}wDt  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR kqFP)!37  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 >m$1Xx4#GV  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR C{U?0!^  
     END }H^+A77v  
 #1OOU  
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 vSEuk}pk  
U~:-roQ(\  
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： |olA9mp|]  
<0Xf9a8>  
    CHG 5>[u `  
    ALPHA A6061 1q7|OWFT  
    END Zy`m!]G]80  
<3LbNFP  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： aA
D^^l#  
6 (]Dh;gC  
    THERM JMC. w!  
    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 ;ub;lh3  
    END HiZ*+T.B  
IxY|>5z  
uvkz'R=  
T&6l$1J  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 H?yK~bGQ  
ofm#'7P 0  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 Tp/6,EE  
9jM}~XvV  
C5o#i*|  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 'jWr<]3  
| )K8N<n  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 ;U/&I3dzV  
Z^3rLCa  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： :CG`t?N9M  
+$ 'Zf0U  
    THERM hOjk3 k  
    COE 1 STYRENE ZMQZs~;~d  
    TCHANGE 1 u^^[Q2LDU}  
    5 NcBIg:V\c  
    ATS 100 2 rV` #[d  
    END DX#Nf""Pw  
Ag-
(5:  
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： fK>L!=Q  
xQ7l~O b  
    ACON 1 "H'B*vc-  
    PANT
-*1d!  
    VY 4 TH 1000 -1000 G#ZH.24Y  
    VY 5 TH 1000 -1000 ~~D{spMVO  
    END Yl Zso2  
 dm\F  
    AANT /6)<}#  
    ACON 1 f\|w'  
    M 0 1 A DELF o_izl
\  
    M 8.103249 1 A P YA 1
3#3n!(  
G|bT9f$  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 *7uH-u"5d  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 rD*jp6Cl  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 h0g8*HY+}  
Wf+cDpK  
    ACON 2 .]8ZwAs=&  
    M 0 1 A DELF hNC&T`.-~B  
h79}qU  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   E>6MeO  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 P_F30x(  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 is?{MJZ_  
    END ?g_3 [Fk  
D}-/c"':}  
    SNAP !z\h|wU+  
    SYNO 20 MULTI q`Go`
v  
'g}
!  
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。 ?qb}?&1  
g@d*\ P)  
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。 Yj&F;_~  
u+9hL4  
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。 )HEa<P^kJl  
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