[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。 yHkZInn  
"|w..%Wc  
w V&{w7  
vUl5%r2O4
 
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： "f\2/4EIl  
dP[l$/  
    RLE JViglO1\  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 &WAO.*:y  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' -]"=b\Q  
     LOG      124 [q]"_4L0;d  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 T">-%-t  
     APS               1 jV)!
9+H#  
     UNITS MM   ! )$ PD@  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 dO.?S89L  
     MARGIN       1.270000 ;V]EF  
     BEVEL       0.254001 &P{  
       0 AIR %\#s@8=2u  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 IQ[?ej3W  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Q>f^*FyOw<  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 q#
wg2  
       1 CTE   0.255000E-05 9'F-D  
       1 GTB U    'SILICON         ' 5g  ,
u\`  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 6He
7A@Eh  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 
.b>1u3  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR GczGW4\P'  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 yyZH1A  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 xExy?5H7  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Q#xeu  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Kd^{~Wlz&z  
       3 CTE   0.550000E-05 CK[2duf^~  
       3 GTB U    'GE              ' a6=mE?JTB  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 9],;i7c  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 FrD.{(/~  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR x bF*4;^SI  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 yA_;\\  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 jq(3y|6,  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 OD<0,r0f,  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ^c{}G<U^  
       5 CTE   0.550000E-05 -a(f-  
       5 GTB U    'GE              ' /!ZeMY:x  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 Ti`<,TA54  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 L(Q v78F  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR Y W_E,A>h  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 ])h={gI  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 D.xN_NK"  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 EB jiSQw  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 @<Au|l`  
       7 CTE   0.255000E-05 c.jq?
Q k  
       7 GTB U    'SILICON         ' c/ %5IhX?  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 ElAJR4'{*i  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 m! &bK5+*  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR K6=-Zf  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ?cdSZ'49[  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR {L
Tb-CB  
     END #EtS9D'd+  
;>[).fX>/  
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 M`\c'|i/  
0$l=ME(  
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： YXXUYi~!f  
9oS\{[x.  
    CHG T:x5 ,vpM  
    ALPHA A6061 J]ivIQ  
    END zNR
oFz.  
JbzYr]k  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： -yfyd$5j  
==(9P`\  
    THERM _m;cX!+~_  
    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 6HpSZa  
    END ||hy+f[A  
-_'M *-  
ba|x?kz  
K,tmh1  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 ;&e5.K+.Z  
w(`X 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。 @;_r`AT7  
>4GhI65  
Q6Q>b4 .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。 ]7zDdI|  
K2nq2Gbn  
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。 wRf_IBhCd  
$=iz&{9  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： i:OD)l  
aW %ulZ  
    THERM ~$#DB@b  
    COE 1 STYRENE AM##:4   
    TCHANGE 1 FB@c +*1  
    5 +^<CJNDL9  
    ATS 100 2 MdU_zY(c  
    END .{HU1/!  
] =b?^'  
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： ~b5aT;ObR  
fMwJwMT8  
    ACON 1 nXK"BYe  
    PANT /7|u2!#Ui  
    VY 4 TH 1000 -1000 8gJ"7,}-'  
    VY 5 TH 1000 -1000 IvetQ+  
    END &GwBxJ  
?v#t{e0eQ  
    AANT _]1dm)%  
    ACON 1 n5 @H  
    M 0 1 A DELF dTyTj|"x{  
    M 8.103249 1 A P YA 1 Ia)wlA02S  
U/yYQZ\)  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 g6Qzkvw)  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ~6!=_"  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ({Fus@/  
Y {Klwn  
    ACON 2 O-wR48Q  
    M 0 1 A DELF Sl^HMO  
^o!K0t*  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   &xr?yd  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 M^r1b1tR  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 C
cgCKT  
    END zi2hi9A  
"Fc
A:7+  
    SNAP "pdG%$  
    SYNO 20 MULTI $]\N/}1v  
7R<<}dA]  
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。 ^ft_1d[  
?OYu BZF  
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。 PPDm*,T.  
/4w&! $M-  
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。 M=26@ n  
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Eo)Q> AM  
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M,e_=aq  
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