[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。 vdT+,x`  
c Z6p^  
B >u,)  
0L0Jc,(F+  
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： ]\RSHz  
AX!>l;  
    RLE kV\-%:-  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 G?-`>N-u  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' }or2 $\>m  
     LOG      124 JC&6q>$  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 2#b<d?"  
     APS               1 &#-|Yh/  
     UNITS MM   r'd:SaU+  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 x\`RW3 K  
     MARGIN       1.270000 KIKq9*  
     BEVEL       0.254001 VPM|Rj:d  
       0 AIR nGx ~)T  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 ByhOK}u;P4  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 hg&w=l  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 wrQydI  
       1 CTE   0.255000E-05 niYz9YX  
       1 GTB U    'SILICON         ' 
}2Cd1RnS  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 .>kccLr:z  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 BZJKiiD  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR #u8*CA9  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ,Um5S6 Z  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000
>HcYVp~G  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 v~V;+S=gz  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Gg}5$||^C  
       3 CTE   0.550000E-05 NokXE  
       3 GTB U    'GE              ' (Bt;DM#>  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 QT1:>k  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 ~>#LOT `  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR yX7CN5vVl  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 1UW s_|X!  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 *MYt:ms  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ^e?$ ]JiA!  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 _x\-!&[p  
       5 CTE   0.550000E-05 \|eJJC  
       5 GTB U    'GE              ' UsLh)#}h  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 &<gUFcw7Ui  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 vIVw'Z(g}  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 2q"_^deI5*  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 4ef*9|^x#  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 w~<FG4@LU  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 g|ql 5jW  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 "H5&3sF2  
       7 CTE   0.255000E-05 ATMc`z:5T  
       7 GTB U    'SILICON         ' >"cr-LB  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 A$7Eo`Of  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 ElQJ\%  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR OM20-KDc5  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ,^.S0;D,Z  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR _&W0e}4  
     END iD%qy/I/  
'1CD- Bu  
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 z@!^ow)`J  
`GvA241  
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： x8 f6,  
=LXvlt'Q34  
    CHG cJP'ShnCh  
    ALPHA A6061 d@-wi%,^  
    END 4JGE2ArR  
m9#}X_&x  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： :~t<L%tYF  
5{')GTdX>  
    THERM {B@*DQv  
    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 oz%h)#;  
    END R `;o!B}[  
;US83%*  
;xSRwSNDi(  
]|,vCKju  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 +``>,O6  
:tKbz nd/  
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。 Tv`_n2J`2  

G-2EQ.  
[FB&4>V/  
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。 GSQfg  
q1UBKhpnH  
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。 }W1^t  
D2Y&[zgv  
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： wjuGq.qIu  
GL/ KB  
    THERM GXO4x|08F  
    COE 1 STYRENE 6%>/og\%  
    TCHANGE 1 b 1cd&e  
    5 HH7[tGF  
    ATS 100 2 yP x\ltG3  
    END pXssh  
MM7"a?y)  
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： P2>:p%Z
  
}gCG&7C  
    ACON 1 PDhWFF  
    PANT 658\#x8|  
    VY 4 TH 1000 -1000 :H{Bb{B%  
    VY 5 TH 1000 -1000 $>;a'f~  
    END EVG"._I@  
9-b 8`|s  
    AANT C}9Kx }q  
    ACON 1 Q2q|*EL  
    M 0 1 A DELF ?C}sR:K/  
    M 8.103249 1 A P YA 1 k'x#t(  
6Hda]y  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 :aH%bk  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 +1x)z~q=  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 0EyAMu  
F%}7cm2  
    ACON 2 Uh*@BmDA  
    M 0 1 A DELF N^lAG"Jao[  
u-kZW1wrQ  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   w3d34*0$  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 +SyUWoM  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 yu=piP  
    END q4)Ey  
G,B?&gFX  
    SNAP |f<9miNu  
    SYNO 20 MULTI <z',]hy  
Z&A0hI4d  
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。 l/M[am  
k
B V/rw  
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。 9Yn)t#G'`F  
ac|/Y$\w  
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。 4b=
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