[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。 wjh[}rTV*  
fTiqY72h  
nB"r<?n<  
}@MOkj  
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： 92_F8y*D  
(+7gS_c  
    RLE @w&VI6  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 /.
<%y8v  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' xcdy/J&  
     LOG      124 =g4^tIYq  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000
RG/M-  
     APS               1 #g[jwl'  
     UNITS MM   ,9<}V;(  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 qS<a5`EA  
     MARGIN       1.270000 Ug>yTc_(7  
     BEVEL       0.254001 ^2E\{$J
 
       0 AIR T|^rFaA  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 ^$qr6+  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 >I
a
{ZbQV  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 gQaBQq9  
       1 CTE   0.255000E-05 kbzzage6L  
       1 GTB U    'SILICON         ' DQO~<E6c  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 "?EoYF_  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ?dMyhU}  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR @igGfYy  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 N*z_rZE  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000
$;NxO0$  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 xc)A`(g  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Yqz(@( %  
       3 CTE   0.550000E-05 KdU!wsKfG  
       3 GTB U    'GE              ' K{)N:|y%!$  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 %!%G\nv  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 t mAj  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR mh`~1aEr  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 u&Q2/Y  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 4mR{\ d  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ufF$7@(+  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 2mUq$kws  
       5 CTE   0.550000E-05 ,]HH%/h  
       5 GTB U    'GE              ' :*
|%g  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 |uo<<-\jTO  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 P 1`X<A  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR ozN#LIM>P  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 iXt1{VP'K  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 #T<<{ RA  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 d|5V"U]W;  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 &K2J$(.t  
       7 CTE   0.255000E-05 :m*
r(i3  
       7 GTB U    'SILICON         ' USF&;M3  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 *Y!'3|T  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000
.ko8`J%%M  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR } LuPYCzpu  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 !14aw
9Q  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR heQ<%NIA"  
     END A0{ !m  
qOaI4JP@  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST RC(fhqV  
4+&
4  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： +~~FfIzf#  
_SU%ul  
    CHG ^8dd  
    ALPHA A6061 I4]|r k9  
    END 8W' ,T  
I|jGu9G  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： u&MlWKCi  
lm'L-ZPN  
    THERM i}SJ   
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 %qG nvQ  
    END /H 3u^  
Qw>ftle  
v:otR%yt  
AIZs^ `_  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 EB8=*B8  
3I0=^>A  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 OO)m{5r,{  
xWkCP2$?P  
s9
t`!  
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。 Glz)-hjJ:n  
[I/f(GK  
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。 U~{fbS3,  
=.vc={_?  
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： bb<qnB  
m1,?rqeb  
    THERM Ejc%DSG  
    COE 1 STYRENE + 3+^J?N  
    TCHANGE 1 K/oC+Z;K  
    5 IIC1T{D}v  
    ATS 100 2 RU} M&&  
    END s)_Xj
`Q#  
cYBv}ylw}R  
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： 29:1crzx~  
*>otz5]  
    ACON 1 /?<tjK' "H  
    PANT MQD%m ;[s  
    VY 4 TH 1000 -1000 o`B,Pt5vu  
    VY 5 TH 1000 -1000 V&7jd7 2{  
    END K$>C*?R  
eK_Q>;k5A  
    AANT !Jh/M^  
    ACON 1 (r8Rb*OP  
    M 0 1 A DELF z#qlu=  
    M 8.103249 1 A P YA 1 bs-O3w  
f{ZOH<"Lo  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 HsA4NRF'7  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 wNsAVUjLe  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 CiE  
c.5?Q>!+  
    ACON 2 ^,@!L-<~(b  
    M 0 1 A DELF T /iKz  
2&*r1NXBE  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   Tac7+=T  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 W/*2I3a  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 D{hsa  
    END 9 *>@s  
WfbG }%&J  
    SNAP PoyY}Ra  
    SYNO 20 MULTI XA8{
N  
j$l[
OZ
:#  
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。 1mT3$Z  
#:rywz+  
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。 
anwMG0  
YE<_a;yh1  
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。 qTM,'7Rwn  
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