[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。 F&nMI:h7  
FJ3:}r6 "  
M]%!n3Fb  
H|UV+Q0,  
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： s>9z+;~!  
dQWA"6?i  
    RLE KxgR5#:i"  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 5JXzfc9rL  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' ;T"m[D  
     LOG      124 Y_|K,T6Zj@  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 cNuuz
A  
     APS               1 gMoyy  
     UNITS MM   Q(!}t"u  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 '.}6]l  
     MARGIN       1.270000 Os]!B2j14  
     BEVEL       0.254001 eNl

F2M  
       0 AIR IlC:dA  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 D>"{H7mY  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 w|hyU4- ^  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 .SRuyioF&  
       1 CTE   0.255000E-05 W?4&lC^G  
       1 GTB U    'SILICON         ' mZ& \3m=  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 .zSimEOF  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 jl 30\M7  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR *x#&[>  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ;/hH=IT  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 z9);e8ck  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 CHdet(_=v  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 0Tn|Q9R  
       3 CTE   0.550000E-05 uP%;QBb  
       3 GTB U    'GE              ' qMW%$L\HA  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 8g2-8pa{  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 twJ|Jmd  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR tc49Ty9$[  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ^V0{Ew/x  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 
t3yQ/  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 cQ8$,fo  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 C^8)IN=$  
       5 CTE   0.550000E-05 4LKs'$:A=  
       5 GTB U    'GE              ' F~d7;x=g  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 4 L~;>]7  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 DbNi;m  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR J:TI>*tn  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 w7*b}D@65\  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 Z%HEn$t  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ^
&Rxui  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 )2
^/?jK  
       7 CTE   0.255000E-05 i1_>>49*  
       7 GTB U    'SILICON         ' 2*7s9g  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 }:c,SO!  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 MTFVnoZMQ_  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 65`'Upu  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 n[cyK$"  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR PE6u8ZAb"  
     END V~uA(3\U  
p?`|CE@h7  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST ,ovv  
]Buk9LTe  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： lWyP[>*  
JXy
667_  
    CHG uB#B\i  
    ALPHA A6061 pTV@nP  
    END 4f@\f7\  
5, "^"*@<  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： e5/DCz  
Mbi+Vv-  
    THERM >"$-VY6i  
    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 /CQQ^/  
    END x8rFMR#S=  
VOF:+o@.  
.Zo9^0`C  
__zu-!v  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 e#e
O`bT  
5SWX v+  
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。 {msB+n~WZ  
m$y$wo<K[7  
~JmxW;|_x)  
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(]|}%  
F]&J%i F[  
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。 &=yqWW?  
WZ V*J&  
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： HgBEV  
)yH#*~X_  
    THERM Y(!)G!CMc  
    COE 1 STYRENE E_I6  
    TCHANGE 1 VA r?teY  
    5 2Lu{@*  
    ATS 100 2 d?qO`- ~$  
    END $6?KH7lA  
u'n%BVt
 
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： &b]KMAo3  
z^GGJu%vjr  
    ACON 1 B>nd9Z '  
    PANT D '_#?%3^  
    VY 4 TH 1000 -1000 = Ow&UI  
    VY 5 TH 1000 -1000 *oJ>4S  
    END JI; i1@|b  
c94PWPU  
    AANT /n}V7  
    ACON 1 XV9'[V  
    M 0 1 A DELF eOmxA<h  
    M 8.103249 1 A P YA 1 /(L1!BPP9m  
g_!xO2LH,8  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 .BTT*vL-  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ~#x!N=q  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 &aht K}u  
\Nn%*?f  
    ACON 2 (Jr;:[4XC  
    M 0 1 A DELF =]k_Oq-1h  
E|}Nj}(*  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   k <Sa
<  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 2"K~:Tm#w  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 G8c}re   
    END ~SUl,Cs  
8l,hP.  
    SNAP 2%%U)|39mB  
    SYNO 20 MULTI 2Rp{]s$jo  
8@#Y <{  
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。 qO'5*d;!d  
Y]Nab0R
&  
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。 @wZ_VE7B  
'(:J|DN  
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。 Jg6[/7*m  
~PvzUT-^  
i-W2!;G  
g2_df3Q  
}u)GERWO  
cu
k}VZ  
)_ u'k /