[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。 .tdaj6x  
 i/vo  
x0KW\<k  
,Y:ET1:  
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： `D%U5
Jb  
Wc*jTip  
    RLE &RJ*DAmL  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 ^n?`l ^9c$  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' /5!0wxN  
     LOG      124 }508wwv  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 5*O*p `Ba  
     APS               1 URd0|?t9^L  
     UNITS MM   ~WjK'N4n5  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 AV>_bw.  
     MARGIN       1.270000 ]<3n;*8k?  
     BEVEL       0.254001 0P5s'2w  
       0 AIR `WUyffS/!  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 %(uYYr 6  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 C`@gsF"<7  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 %`_Rl>@K=  
       1 CTE   0.255000E-05 ,qT^e8E+  
       1 GTB U    'SILICON         ' tD~ nPbbB  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 P=[_W;->}  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 u|mTF>L  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR qkM)zOZ^  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 }@y(-7t  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 `SH14
A*  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 O"GuVC}B  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ^Q\Hy\  
       3 CTE   0.550000E-05 mo?*nO|-  
       3 GTB U    'GE              ' b9xvLR8  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 83adnm  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 ELN1F0TneH  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ;e"dxAUe!^  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 {>3J96  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 AI^!?nJ%'  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 9+iz+  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Y#5v5  
       5 CTE   0.550000E-05 `53S[8  
       5 GTB U    'GE              ' h+ms%tNT  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 *mJ\Tzc)  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 #z1/VZ  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR ;u-[%(00S  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977
Z[9t?ePL  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 h"y~!NWn  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 A>ve|us$  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 GBl[s,g[|  
       7 CTE   0.255000E-05 SHYbQF2  
       7 GTB U    'SILICON         ' -q]5@s/  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 Xw#"?B(M]  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 
#Dea$  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 3L CT-rp  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 B k*Rz4Oa  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR ;nx.:f  
     END 0j!xv(1  
Bp_8PjQ  
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 p/qu4[Mm  
DbSR(:  
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： l>?f+70  
iR!]&Oh  
    CHG tVe=c  
    ALPHA A6061 BM{*5Lf  
    END t#VX#dJ  
25Ro )5  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： ?t/G@  
b BiTAP  
    THERM -<ome~|  
    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 |)C #  
    END ^`[<%.  
.EReYZO  
lbX YWZ~7  
EOZ 6F-':  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 w~q ]&  
>,QCKZH  
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。 ULhXyItL  
WD_{bd)  
M
Gf*+!y,  
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。 rvU^W+d  
l^^Z}3^Rk  
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。 O+|ipw*B%  
:7i x`C2  
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： D@O5Gd  
@u`W(Ow  
    THERM ~
MsHV%  
    COE 1 STYRENE DgK*>A  
    TCHANGE 1 ($!uBF-b  
    5 lQiw8qD  
    ATS 100 2 (?g+.]Dt,  
    END +p`BoF9~  
Y<jX[ET!  
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： vS"h`pL  
k~Q 5Cs  
    ACON 1 3AglvGK7{  
    PANT }]#z0'Aqsu  
    VY 4 TH 1000 -1000 Cn{v\Q~.4
 
    VY 5 TH 1000 -1000 jo0XF]  
    END 6"+9$nFyW  
YR? E z<p  
    AANT eXD~L&s[  
    ACON 1 {8qcM8  
    M 0 1 A DELF _!VtM#G[  
    M 8.103249 1 A P YA 1 EJ>rW(s  
*];QPi~  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 pKpB  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 {* :^K\-  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 oc]:Ty  
ll1N`ke  
    ACON 2 2@lGY_O!m  
    M 0 1 A DELF M>|ZBEK  

C7G,M  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   `"}).{N]C  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ^>&#F[aT  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 hJ]Oa7r  
    END .>#O'Z&q9  
jl>TZ)4}V  
    SNAP BgD3P.;[  
    SYNO 20 MULTI \b%c_e  
mj
?Gc
  
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。 d/jP2uuA  
-b{<VrZ  
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。 -)^vO*b 0  
u8.Tu7~  
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。 |U;O HS  
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