[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。 KJh,,xI>by  
jm3G?Vnq  
0a2@b"l  
Cca0](R*&  
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： G'x 
.
NL  
}/e`v6  
    RLE ]gEhE  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 H4<Nnd\   
     FNAME 'X11.RLE                                           ' *P2[qhP2  
     LOG      124 Qw)9r{f  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 @5<CXTdF9c  
     APS               1 ~kKrDL
W+  
     UNITS MM   fgF;&(b  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 27 GhE  
     MARGIN       1.270000 I@ \#up}  
     BEVEL       0.254001 Jx|I6y  
       0 AIR 7m1KR#j  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 0ys~2Y!eH  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 nr\q7  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 +F@_Es<6  
       1 CTE   0.255000E-05 @Doyt{|T  
       1 GTB U    'SILICON         ' Z=+03  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ii4B?E  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 H:S,\D?%2x  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ZR3nK0  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 MZv\ C  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 S~F`  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 p!W[X%`)  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 .~klG&>aV  
       3 CTE   0.550000E-05 5/I_w0  
       3 GTB U    'GE              ' ,&]MOe4@>  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 j9y3hQ+q  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 RK
Tb'3H  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR /-Qv?"  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 RiFw?Q+  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 l]#!+@  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 fCX*R"  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 7_\Mwy{P  
       5 CTE   0.550000E-05 Y=B3q8l5  
       5 GTB U    'GE              ' `l]j#qshTm  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 H[W
eu  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 HKmcQM  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR Iazk
dJX~  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 [Ot,q/hBJ  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 /c-nE3+rn  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 KCR N}`^  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 M##';x0  
       7 CTE   0.255000E-05 JMyTwj[7  
       7 GTB U    'SILICON         ' RtV.d\  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 %XRN]tsu  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 H;KDZO9W  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR e~\QE0Oe:  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 R>)MiHcCg  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR hWEnn=BW  
     END h)x_zZ%>o  
4%ZM:/  
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 Q/^A #l[  
G=d(*+& B  
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： oXYMoi  
mJ  
    CHG e%6{ME 3  
    ALPHA A6061 Z=$T1|  
    END 2qj{n+  
LtKB v4  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： x8N|($1  
%w"nDu2Gcv  
    THERM >|udWd^$3  
    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 ;Ss$2V'a  
    END \7 a4uc  
Plo,XU  
;!u;!F!i  
bI ITPxz  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 \L]|-f(4  
mP}#Ccji?  
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。 T~>#2N-Z  
(.X]F_*sc  
4E3g,%9u  
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。 l\Ftr_Dk  
Jh@_9/?  
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。 t9 F=^)s  
'ZHdV,dd  
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： i^2IW&+}e}  

igkz2SI  
    THERM T1 M
Y X  
    COE 1 STYRENE M<`|CVl  
    TCHANGE 1 ?9KGnOVu  
    5 5M){!8"S)#  
    ATS 100 2 n^9  ?~  
    END *"9<TSU%m  
 tFh|V pB  
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： Q< *8<Oo4g  
H~fdbR  
    ACON 1 N}Vn;29  
    PANT y\PxR708  
    VY 4 TH 1000 -1000 Re[:qLa]  
    VY 5 TH 1000 -1000 ">90E^  
    END f(:1yl\a  
XD%w
j  
    AANT *gqSWQ  
    ACON 1 3Sh+u>w  
    M 0 1 A DELF <
y=ovkM3  
    M 8.103249 1 A P YA 1 ARB7>"
 
o/p-!  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ?]!vRmZ;  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 t_c?Wp~tH  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 49h0^;xlo:  
U[8{_h<#  
    ACON 2 CZ=0mWfF  
    M 0 1 A DELF v'9m7$  
2{o10eL  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   RU_L<Lpi  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 v\A.Tyy  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 sdr.u  
    END  *4yN3y  
G[yI*/E;  
    SNAP G$=-,6kZO  
    SYNO 20 MULTI i0Pn Z J  
Mg? L-C  
图像质量有下降，但仍在合理范围内，即使温度发生变化，焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 kC$I2[t!  
Ft-6m%  
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。 dOXD{c  
TOT PzB  
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。 .Q\\dESn"  
'2v f|CX  
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