[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。 &_-~kU1K^  
="I]D I  
52%.^/  
(nV/-#*  
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： dB1bf2'b#  
'vCFT(C-  
    RLE M=!x0V;  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 *~-~kv4-  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' r
<bg->lX  
     LOG      124 Y*7.3 +#  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 _ :][{W#  
     APS               1 P|64wq{B8  
     UNITS MM   Mv;7kC7]  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 pWQ?pTh  
     MARGIN       1.270000 ~w!<J-z)  
     BEVEL       0.254001 2 K` hH  
       0 AIR
A>'o5+  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 LL:B H,[  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 g/T`4"p[H  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 >+G=
|2  
       1 CTE   0.255000E-05 @s@r5uR9B  
       1 GTB U    'SILICON         ' pRYt.}/K  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 W;hI[9  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 6t@3 a?  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ?N`W,  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 y|1-,u.$  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 Ejn19{  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Lo !kv*  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 -lLq)  
       3 CTE   0.550000E-05 h],_1!0  
       3 GTB U    'GE              ' aA\v  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 O*c+TiTb  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 >pn?~  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR :]?I|.a  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 EpPKo  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 7MBz&wE^f  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 U${dWxC  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 1k;X*r#  
       5 CTE   0.550000E-05 t&-7AjS5  
       5 GTB U    'GE              ' SVeL c  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 _%.atW7  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 hGzj}t W8d  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR E?%rmdyhL!  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 edbzg#wy  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 a N_M  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 V>z8*28S.  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 q?JP\_o:  
       7 CTE   0.255000E-05 *n}{)Ef  
       7 GTB U    'SILICON         ' tX6n~NJ$  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 ?|{P]i?)'  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 WG1x:,-  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR [_CIN  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ])vM# f  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR $1/yc#w u  
     END Lw2EA 5  
= q;ACW,z  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST _?mu2!X  
4fQ<A <2/  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： _18) XR  
[N.4i" Cd  
    CHG rr9N(AoxW  
    ALPHA A6061 k${25*M!3  
    END $xNZ.|al  
 w8$8P  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： +>Y2luR1  
}eSaF@.  
    THERM #sN]6  
    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 _-^a8F>/19  
    END -=@d2LY  
8)/d8@  
f6u<.b  
K#tT \  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 0.=dOz r  
9x23## s  
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。 &r doMc;  
k_/*>lIZY  
=YOq0  
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。 ,F!zZNW9  
}k~ih?E^s  
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]ynnw4  
:[kfWai#(  
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： T1_O~<  
8,7^@[bzXx  
    THERM X@RS /  
    COE 1 STYRENE whxTCI
V  
    TCHANGE 1 3f@@|vZF  
    5 "m4._4U  
    ATS 100 2 0*]n#+=  
    END &N:Iirg  
8BE] A_
X  
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： qHaH=g%  
nl5A{ s
 
    ACON 1 c#(Hh{0
 
    PANT X6*4IE  
    VY 4 TH 1000 -1000 X|y(B%:  
    VY 5 TH 1000 -1000 G5vp(%j  
    END dhv?36uE  
R-LMV  
    AANT }IEwGoDwNs  
    ACON 1 <-;/,uu  
    M 0 1 A DELF 0Q?)?8_  
    M 8.103249 1 A P YA 1 2. '` mGu  
%e^GfZ  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 {ppzg
`G\  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 K*I!:1;3N  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 e`n+U-)z  
GXC,p(vbE  
    ACON 2 4Hy/K^Ci  
    M 0 1 A DELF <yl%q*gls  
hh8Gr
l;  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   xP4}LL9)  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ;NU-\<Q{  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 |;:g7eb  
    END d|?Xo\+  
I+=+ ,iXhB  
    SNAP J-#V_TzJ?  
    SYNO 20 MULTI ZtyDip'x  
E75/EQ5p]p  
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。 =
PU($  
n,U?]mr  
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。 }@eIO|  
])}a^]0q  
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。 H-vHcqFx3  
u 3^pQ6Q  
i.k7qclL`  
b7XB l  
o]EL=j  
k&2=-qgVR  
JIhEkY