[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。 \/%mabLK  
}W J`q`g  
%G*D0pE  
=>U~ligu  
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： 7dRU7p>  
X;0@41t'  
    RLE 8h=XQf6k0  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 +iR;D$w  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' >#Yq&@G  
     LOG      124 yO)Qg*r  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 >'eqOZM  
     APS               1 H#:Yw|t  
     UNITS MM   %]` WsG  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 g$qh(Z_s  
     MARGIN       1.270000 62q-7nV  
     BEVEL       0.254001 6Xa2A6  
       0 AIR rv[\2@}  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 R_&>iu'[  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 3`y:W9!u  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 &W%TY:Da|  
       1 CTE   0.255000E-05
ZL Aq8X  
       1 GTB U    'SILICON         ' h=aHZ6v  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 E*$:~w  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 utXcfKdt  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR >X]<s^  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 Ok
M>  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 pJIH_H  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 gDrqs>8  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 r]yq #T`z  
       3 CTE   0.550000E-05 |cacMgly  
       3 GTB U    'GE              ' ME(!xI//JZ  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 (.cT<(TB  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 n.)-aRu[  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR E_z@\z MB  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 A,osrv  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 =[$*PTe  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 BBDOjhik  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 *e R$
  
       5 CTE   0.550000E-05 p ,!`8c6  
       5 GTB U    'GE              ' <5.{+!BM  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 w?[)nlNW  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 6\bbP>ql  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR TCYnErqk  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 N\u-8nE5  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 hN.#ui5 $  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 _
n>0!  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 F-nt7l  
       7 CTE   0.255000E-05 gm8H)y,  
       7 GTB U    'SILICON         ' tf,_4_7#$  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 )gR&Ms4  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 >TE&myZ?*  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 2a
G<^3  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 q&+GpR  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR OygYP  
     END ecb[m2z  
m=R4A4Y7  
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 1>Op)T>{c  
a8N!jQc_m  
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： ]KfHuYjM  
4]cOTXk9C  
    CHG lfhB2^^  
    ALPHA A6061 cc>h=%s`  
    END 6x{B  
au8)G_A  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： &,\S<B2.  
9SrV,~zD  
    THERM @/9> /?JP  
    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 {>i'Pb0mG|  
    END xsa* XR  
%VdJ<=@  
d&fENnt?h  
Pvtf_Qo^  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 OTRTa{TB  
h_cZ&P|  
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。 r1[0#5kJ;J  
!,\]> c  
Jlzhn#5c-  
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。 {d/k0H  
V'9 k;SF  
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。 GUK/Xiu  
q[+];  
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： =.uE(L`]NA  
]6%
| L  
    THERM 0uZHH  
    COE 1 STYRENE <mpkkCl,  
    TCHANGE 1 D3_,2  
    5 <@?bYp  
    ATS 100 2 F`
3I~(  
    END 5r.{vQ  
kweypIB  
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： <5nz:B
/  
)37|rB
E  
    ACON 1 rc"Z$qU?  
    PANT k:c)|2  
    VY 4 TH 1000 -1000 GI/g@RV  
    VY 5 TH 1000 -1000 ?&N JN/+%  
    END d`Wd"LJ=  
gn'. 9";j  
    AANT 2"NJt9w  
    ACON 1 E*CY/F I_  
    M 0 1 A DELF \s,ZE6dQ  
    M 8.103249 1 A P YA 1 wp} PQw:  
H3&$:h  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ,3x
3&c  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 (pAGS{{  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 @o_-UsUX  
x;kW }U  
    ACON 2 Wz9 }glr  
    M 0 1 A DELF JD,/oL.KA  
Iz V
tiX  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   =n9|r.\&uJ  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 MbF.KmV  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 TJ+yBMd*%  
    END ^'#vUj:"  
1{_;`V  
    SNAP x%0Q W  
    SYNO 20 MULTI z`'{l{  
}O8$?7j(  
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。 WOquG  
O9jqeF`L=  
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。 !AgW@  
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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。 SxH b76 ;  
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