[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。 n_v02vFAHT  
%/51o6a  
rfYP*QQY  
lbRzx4=\y  
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： k@S)j<  
4S tjj!ew  
    RLE ;_}~%-_ ~  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 ~p:?QB>1]  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' <PX.l%  
     LOG      124 $]C=qM28-  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 Tr~sieL  
     APS               1 u$C\E<G^  
     UNITS MM   RT,:hH  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 `?l3Ct*  
     MARGIN       1.270000 ?=<~^Lk  
     BEVEL       0.254001 7'z(~3D  
       0 AIR E, GN|l  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 !NTH.U:g  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 0LdJZP  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ~(P&g7u  
       1 CTE   0.255000E-05 5$kdgFq(  
       1 GTB U    'SILICON         ' YxXqI  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 %)?`{O~ h  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 6hO-H&r++  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR "tUwo(K[  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 |jsb@  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 jXixVNw  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 =_l)gx+Y+y  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ZWS2q4/S  
       3 CTE   0.550000E-05 1c$vLo832  
       3 GTB U    'GE              ' A{N\)  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 c;9.KCpwx  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 \w%@?Qik  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR J? .F\`N)  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 {L].T#  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 -}P7$|O&  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 3@_Elu  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 x:fW~!Xc6  
       5 CTE   0.550000E-05 YHB9m
Zi  
       5 GTB U    'GE              ' r{_>ldjq  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 QTH7grB2v  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 2z\e
\I  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR rQb7?O@-  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 :5b0np!  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 }gv8au<  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Su7bm1  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 =^tA_AxVw  
       7 CTE   0.255000E-05 d|lpec  
       7 GTB U    'SILICON         ' 3TS_-l  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 g9~]s9  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 cj$d=k~  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR /<{:I \<  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 TB!(('  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR S\*`lJzPM  
     END l1'6cLT`  
sOpep  
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 S\=1_LDx"  
AX
PMnbUS  
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： h&;t.Gdf  
Gh\q^?}  
    CHG cBXWfv4  
    ALPHA A6061 a`!@+6yC  
    END xfFg,9w8  
yK%ebq]  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： z~{&}Em ~  
[{ ~TcT  
    THERM hgj
<>H|  
    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 Bd~1P
/  
    END .iHn5SGA  
C\*4q8(  
~}"]&%Q{J  
}4//@J?:  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 rsXq- Pq*  
bZ1 78>J]  
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。 OLC{iD#  
)B$;Vs]@i  
{{yZ@>o6  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 Qf$|_&|  
&--ej|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。 .6f%?oo  
Y>+y(ck  
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： %9oYw9H!  
F4L;BjnJ  
    THERM p< "3&HA  
    COE 1 STYRENE JW.=T)  
    TCHANGE 1 pmWr]G3,*  
    5 OTDg5:>  
    ATS 100 2 ^Yj xeNY  
    END \QE)m<G
Ue  
\>QF(J [8  
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： Xx:F)A8O  
Y!J>U  
    ACON 1 ~{,X3-S_H  
    PANT L|@y&di  
    VY 4 TH 1000 -1000 *3/T;x.  
    VY 5 TH 1000 -1000 e[_m<e  
    END MY#   
PjA6Ji;Hu  
    AANT 9o*,P,j'}  
    ACON 1 >K9#3 4hP  
    M 0 1 A DELF b` Hz$8  
    M 8.103249 1 A P YA 1 l 'DsZ9y@2  
a] =  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 U-/{0zB  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 0sca4G0{  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 :0& X^]\  
OCZaQ33  
    ACON 2 YQJ==C1  
    M 0 1 A DELF 1$qh`<\  
!l]dR@e  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   >{\7&}gz  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5  <1%f@}+8  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 e@:sR  
    END ^j-3av=  
B#/Q'V  
    SNAP nWQ;9_qBB  
    SYNO 20 MULTI yE[#ze  
sBrI}[oyx  
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。 3bnS W5  
8JmFi  
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。 ,|&9M^  
p-.n3AL  
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。 UfS%71l.$  
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q.,JVGMS  
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