[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。 ;;U&mhz`  
eU-A_5  
rfZg  
p!?7;  
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： @:!%Z`  
Ml+f3#HP  
    RLE \S~<C[P  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 Z vyF"4QN  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' p{SIGpbR&  
     LOG      124 I9U 8@e!X  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 dPgA~~  
     APS               1 2Y=Q%  
     UNITS MM   HDu|KW$o1  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 lb"T'}q  
     MARGIN       1.270000 A?)(^  
     BEVEL       0.254001 6Hd^qouid  
       0 AIR 8-K4*(-dL
 
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 +,D82V7S  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 U[#q"'P|l  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 W^3'9nYU  
       1 CTE   0.255000E-05 : R8+jO  
       1 GTB U    'SILICON         ' % %2~%FVb  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ;hFB]/.v  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 U?(,Z$:N  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR dQ<e}wtg  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 kQ)2DCbdn  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 sn@)L~$V  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 `X`|]mWj  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Ac[;S!R  
       3 CTE   0.550000E-05 T(~^X
-k  
       3 GTB U    'GE              ' P|aSbsk:I<  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 G0ENk|wbbj  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 HI)U6.'  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ];0:aSi#  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 Uf$IH!5;Z  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 wo^1%:@/2  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 W*4!A\K  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 <)
@^TRS  
       5 CTE   0.550000E-05 zH@+\#M  
       5 GTB U    'GE              ' {Z[kvXf"mZ  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 ACgWT  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 ZPY84)A_}  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR ayA_[{j%X  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 dBW#PRg  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 bHHR^*B  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 -%t8a42  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 uYc&Q$U  
       7 CTE   0.255000E-05 Zt4 r_7  
       7 GTB U    'SILICON         ' ;[Hrpl S  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 P$
G|o|h  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 ;Y(~'KF  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR KV'-^\  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 @gJPMgF$F  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR 6K9-n
}z  
     END Lismo#  
;!>>C0s"  
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 }HZ'i;~r|9  
Y+~>9-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： jTY{MY Jh  
#Cz:l|\ i  
    CHG {|@N~c+  
    ALPHA A6061 u+8?'ZT,  
    END Cd7d-'EQn  
oga0h'  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： +;;pM[U  
GJuU?h#:/{  
    THERM TUVqQ\oF:  
    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 H*>5ne=x  
    END lnntb3q  
OB~74}3;  
^KFwO=I@PV  
eD 7Rv<  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 v#+tu,)V;  
woK?td|/  
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。 :y[tZ&*<_?  
I~Zm**L  

cY*lsBo  
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。 Yy0m &3[  
hn u/  
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。 <3Hu(Jx<O  
k$} 6Qd  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： b~FmX  
/d-7n|#E  
    THERM ,cFp5tV$  
    COE 1 STYRENE u@zBE? g  
    TCHANGE 1 >pA
9'KWs]  
    5 sQe>LNp,G  
    ATS 100 2 S-+^L|  
    END 'GcZxF0  
\Tj(]  
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： jDc5p3D&[]  
|4a#O8d  
    ACON 1 1{S" axSL  
    PANT T/C1x9=?  
    VY 4 TH 1000 -1000 v<Ux+-  
    VY 5 TH 1000 -1000 OC[(Eq  
    END \6${Na'\  
%@FTg$  
    AANT 1%6}m`3  
    ACON 1 nEm+cHHo?  
    M 0 1 A DELF RA+k/2]y!  
    M 8.103249 1 A P YA 1 |bz,cvlP W  
}KHdlhD  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 %fz!'C_4  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 #yVY!+A  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 KmkPq]  
W7"ks(  
    ACON 2 _#+~#U%5n  
    M 0 1 A DELF r 6STc,%5  
<[7.+{qfW  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   /P0%4aWu=  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 pJ5Sxgv{;  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 `D%bZ%25c  
    END ,#r>#fi0  
qyuU  
    SNAP HIi5kv]}|  
    SYNO 20 MULTI 6F3#Rxh  
(v8jVbg  
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。 /wL}
+  
3B|o   
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。 S:Ne g!`  
!285=cxz  
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。 fNx3\<~V=  
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