[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。 zqAp7:  
/_CSRi&
 
-H AUKY@;5  
tCirdwmg  
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： J-+p]xG  
!Zma\Ip  
    RLE h?`'%m?_b  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 +hKH\]  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 8i'EO6  
     LOG      124 rH5'+x K  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000  h@"u==0  
     APS               1 'Z ,T,zW  
     UNITS MM   &P3ep[]j  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 !L\P.FP7b  
     MARGIN       1.270000 sH{4.tw  
     BEVEL       0.254001 6qp' _?  
       0 AIR 0w<qj T^U  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 GJIM^  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 $09PZBF,i  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 29GcNiE`T  
       1 CTE   0.255000E-05 }wR&0<HA  
       1 GTB U    'SILICON         ' >ISN2Kn   
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 iH[ .u{h  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 SY
miDR  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR !xo; $4  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 TBp$S=_**  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 4Hcds9y9  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 t+`>zux5(T  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 8WvQ[cd  
       3 CTE   0.550000E-05 
%K|+4ZY3  
       3 GTB U    'GE              ' ~G*eJc0S:  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 p{k^)5CR/  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 Oe:_B/l  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR _ BUD~'Q5  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 Zn9ecN  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 =hse2f  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ]v{TSP^/  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 cf ~TVa)M  
       5 CTE   0.550000E-05 R" '=^  
       5 GTB U    'GE              ' -32?]LN}  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 qwx{U  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 1}"PLq(  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR rAZsVnk?  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 =$t  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 Ivue"_i;!  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ek3,ss3  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 
HD&Ag  
       7 CTE   0.255000E-05 UAi]hUq  
       7 GTB U    'SILICON         ' ka$oUB)iQ  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 $NG|z0  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 :n t\uwh  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR ID1/N)56  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 +S3r]D3v/  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR E:C-k^/[Y  
     END L% cr`<~  
4$=ATa;x-  
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 ~^u#Q\KE"  
x\m?*5p  
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： [)&(zJHX  
z8"(Yy7m  
    CHG eGJ}';O,g  
    ALPHA A6061 t:h~p-&QB  
    END yF#:*Vz>  
lx!9KQAM*  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： `p.O  
c8 xZT  
    THERM gU^2;C  
    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 R#QcQx  
    END 4xE [S  
iKu~o.yy  
H!+T2<F9R  
Z} 8
m]I  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 NpIx\\d  
;| :^zo  
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。 ZrA OX'>u9  
{hLS,Me  
<hO|:LX  
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。 8+irul{H_  
v^;%Fz_Dr  
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。 gZ^NdDBO  
@]EJbiGv  
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： MJ
)aY2  
>**7ck  
    THERM o y'GAc/  
    COE 1 STYRENE -Xw i}/OX  
    TCHANGE 1 ,/qS1W(  
    5 v$H]=y  
    ATS 100 2 X R =^zp?  
    END @\=%M^bx  
~?m vV`30&  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： 0PK*ULwSN  
\*C}[D  
    ACON 1 ^h:%%\2  
    PANT t&r-;sH^[  
    VY 4 TH 1000 -1000 )i;o\UU  
    VY 5 TH 1000 -1000 /kAu&}  
    END 3+%c*}KC~  
.!\NM&E  
    AANT jM E==)Y  
    ACON 1 <]u~;e57  
    M 0 1 A DELF ]Y%?kQ^  
    M 8.103249 1 A P YA 1 <oE(I)r4,  
Iaq7<$XU  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 O%(E 6 n  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 Wa8?o~0"L  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 O=HT3gp&  
}538vFNi  
    ACON 2 ;n9r;$!f  
    M 0 1 A DELF Y+k)d^6r  
k-v@sb24_  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   @y (9LSs  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 Sc<%$ Gd  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 (5SN=6O  
    END k0=$mmmPY  
@q?zh'@;  
    SNAP Btmv{'T_y@  
    SYNO 20 MULTI DL^}?Ve  
8H>: C(h  
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。 #gw ys  
}}";)}C`  
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。 ::\7s  
IT3xX=|b  
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。 g,5r)FU`  
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