[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。 H!uq5`j0K  
LP5@ID2G  
tJZ3
P@ L  
./E<v  
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： =F90SyzTy  
[5s4Jp$+  
    RLE Nd61ns(N  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 y>_*}>2,O  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' {x/)S*:Z  
     LOG      124 #)EVi7UP  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 s_Gf7uC  
     APS               1 SW*Yu{  
     UNITS MM   9|1J pb  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 w2o5+G=  
     MARGIN       1.270000  B/ACU  
     BEVEL       0.254001 Rkz[x  
       0 AIR V75P@jv5J  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 E|hW{oX3  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 -4nSiI  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 137:T:  
       1 CTE   0.255000E-05 G}p*oz~  
       1 GTB U    'SILICON         ' Y@R9+7!  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 p;YS`*!s  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 +C){&/=#  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR 8+OcM ;0  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335
!O*uQB  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 /;a b"b  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 )0p7d:%mV  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 B0eKj=
y;  
       3 CTE   0.550000E-05 kC4}@{4i  
       3 GTB U    'GE              ' n6s[q-td  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 !w=6>B^  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 6F4OISy%3  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR kxV
R#:  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 <c$K3  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 c6f[^Q%#j  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 vK~tgZ&  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 eIY![..J/N  
       5 CTE   0.550000E-05 T9=55tpG9  
       5 GTB U    'GE              ' 3pk`&'  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 ^TCgSi7k`L  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 P gK> Z,  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR }E]&,[4&M  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 QpC,komLJ  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 x;p7n2_  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 QvjOOc@k~n  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 yi$Jk}w  
       7 CTE   0.255000E-05 sJq^>"|J  
       7 GTB U    'SILICON         ' STY\c5  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 I-?Dil3  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 [
 bB   
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR !%s&GD8&l  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 6Om)e=gU/  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR 8KhE`C9z  
     END l!^+Xeg~  
VLO!hA#  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST "<5su5]  
An0Zg'o!G  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： @ATJ|5.gr  
^jxV  
    CHG Zr U9oy&!C  
    ALPHA A6061 _yJAn\  
    END sGdlS&08(  
g8^YDrH  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： DEcsFC/SK  
}HC6m{vH(  
    THERM Gcz@z1a=n  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 C/L+gU&  
    END bQFMg41*w7  
GIGC,zP@k  
fXJbC+  
NiCB.a  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 ?rG>SA>o  
S_ Pa .  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 _K5R?"H0  
IxQ(g#sj_k  
a.O px
d  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 t'pY~a9F  
VkCh
RzhC  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 >PBP:s1f4>  
q;<=MO/  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： sKK*{+,kh;  
_R 6+bB$  
    THERM ?=\&O=_ln  
    COE 1 STYRENE 6~@S,i1  
    TCHANGE 1 vL,:Yn@b  
    5 ^OWA   
    ATS 100 2 WK<:(vu.  
    END 3r]:k)J  
`$5 QTte  
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： 2sryhS'(H  
9h$08l  
    ACON 1 (ndTEnpp  
    PANT Jiv%Opo/|  
    VY 4 TH 1000 -1000 [m9Iz!E  
    VY 5 TH 1000 -1000 qQ%RnD9  
    END |\W9$V  
x]=s/+Y  
    AANT Pzl2X@{%  
    ACON 1 qlJzXq{|`  
    M 0 1 A DELF sOY+X  
    M 8.103249 1 A P YA 1 v3ky;
~ke  
X' ,0vK  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 &*4C{N  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 =5v=<, ]  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 m@Vz42g~+  
5
@kNvi  
    ACON 2 <V~B8C!)  
    M 0 1 A DELF R;]z/|8  
|v6kZ0B<  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   &I|\AG"X}  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 h'tb  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Ww[Xqmg  
    END ruKm_j#J  
P~H
?[ ;  
    SNAP 1ab_^P  
    SYNO 20 MULTI Sl!#!FGI  
hN5?u:  
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。 Q/[g
|"  
'=Z]mi/aw  
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。 UCz\SZ{za  
a At<36{?  
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_8 Z&  
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