[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。 vWkKNB  
@I"Aet'XV  
,Vs:Lle  
hTG d Uw]  
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： ^Js9E  
3sZK[Y|ax  
    RLE #6H<JB  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 H4:TYh  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' sId5pY!  
     LOG      124 @J<B^_+Se  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 Na~_=3+a  
     APS               1 ;5|EpoM  
     UNITS MM   NUnP'X=J,  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 g?$9~/h :;  
     MARGIN       1.270000 C(0Iv[~y/  
     BEVEL       0.254001 I(<G;ft<}  
       0 AIR 8&UuwZ6i-  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 ,xh9,EpBk  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 /3TorB~Y  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 m~U{ V9;*  
       1 CTE   0.255000E-05 f<;9q?0VF  
       1 GTB U    'SILICON         '
D1Sl+NOV  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ^n2w6U0  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ppnj.tLz;r  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR %@&)t?/=  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 O(~Vvoq  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 _(z"l"l=$  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 O^xt  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 =5|5j!
i=q  
       3 CTE   0.550000E-05 5?fk;Q9+\  
       3 GTB U    'GE              ' V]O :;(W_  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 h@DJ/&;u@  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 2>!ykUw^O  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR .)3 2W
D%  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 QLUe{@ivc  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 >gSerDH8\  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 8 Kk
pXaz  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 "QF083$  
       5 CTE   0.550000E-05 }6bLukv  
       5 GTB U    'GE              ' I>5@s;  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 \fz j fZ1n  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 )mPlB.  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 0&\Aw'21  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 2$o[  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 flB,
_  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 9vbh5xX   
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 709eLhXrH  
       7 CTE   0.255000E-05 4r. W:}4:  
       7 GTB U    'SILICON         ' m%V[&"5%e  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 ".)_kt[  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 O%&@WrFq  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR \$C4H  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 .HBvs=i  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR ZYsFd_  
     END ??m7xH5u1  
2 QmUg  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST =vc5,  
6b/b}vl  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： S
>,I&`yi  
Flxo%g};  
    CHG ja;5:=8A5  
    ALPHA A6061 iW?9oe  
    END @;6}xO2  
%)9
]dOdOk  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： MQ*#oVqv  
PBL^xlg  
    THERM #& wgsGV8C  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 OkZ!ZS h  
    END 5 DB>zou   
9>R|k$`  
.e"Qv*[^  
r(i)9RI+(  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 f4S@lyYF  
:6?
&FzD`  
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。 g8+,wSE  
U_- K6:tr  
pYVy(]1I(3  
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。 `5-#M/J  
y.:-  
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。 Yd;r8rN  
^qx\e$R  
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： LtztjAm.  
ennz/'  
    THERM z[%v_S  
    COE 1 STYRENE 6\Vu#r  
    TCHANGE 1 _-\s[p5  
    5 #L.}CzAz  
    ATS 100 2 pqN[G=0  
    END )[sO5X7'^  
%_MR.J+m2  
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： [7 `Dgnmq  
s|r7DdI  
    ACON 1 W 'a~pB1I  
    PANT WlQ=CRY  
    VY 4 TH 1000 -1000 KOEi_9i}  
    VY 5 TH 1000 -1000 Z034wn\N  
    END ev%
t5NZ  
K4/P(*r`  
    AANT 0^.4eX:E_  
    ACON 1 Vfm #UvA  
    M 0 1 A DELF J+
ZdZa}Ob  
    M 8.103249 1 A P YA 1 tc<M]4-  
,beR:
60)  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 |C6(0fgWd  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 WFB|lNf
&  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 qb>r\bc  
$v<hW A]>  
    ACON 2 11<@++,i  
    M 0 1 A DELF dh;M
pE  
wu!_BCIy  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   H.8CwsfP  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 p5;,/ |Ft  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 cvV?V\1f  
    END a]
Da`$T  
zg Y*|{4Sl  
    SNAP 0/P-> n~  
    SYNO 20 MULTI bC4*w O  
f9
3rY<  
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。 Sd$]b>b4O  
m)|.:sj  
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。 0SCW2/o8  
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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。 yCkW2p]s,K  
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