[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。 3?:?dy(3z  
v!77dj 6I  
iDrQ4>  
\>nY%*
 
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： T }^2IJ]  
S1G3xY$0  
    RLE 6*tbil_G+  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 ]#t5e>o|  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' ST7Xgma-  
     LOG      124 v7@O ,%  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 Sxg&73;ZV  
     APS               1 %y_AT2A  
     UNITS MM   }j6<S-s~  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 -VPda @@w  
     MARGIN       1.270000 %;qDhAu0  
     BEVEL       0.254001 9Ls=T=96  
       0 AIR TATH,Sz:x  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 <Z^qBM  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 fw+ VR.#2H  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 9G"-~C"e3  
       1 CTE   0.255000E-05 EGIwqci:  
       1 GTB U    'SILICON         ' 4N{5i)  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 ruTj#tWSo  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 '
&j]~m  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR n9x&Ws;  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 fS?fNtD6<  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 j3yz"-53e  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 'W]oQLD^R  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 AagWswv{Bf  
       3 CTE   0.550000E-05 [$P.ek<  
       3 GTB U    'GE              ' &7m)K>E27  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 @#W$7Gwf0  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000
TVEFZ\p<A  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR H]d'#1G  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 OJ2I (8P  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 RRBBz7:~  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 T_1p1Sg  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 4[^lE?+  
       5 CTE   0.550000E-05
;)gNe:Q  
       5 GTB U    'GE              ' ?~#{3b  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 Mh;rhQ  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 1?5UVv_F  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR `p{,C`g,R  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 $dgez#TPL  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 08JVX'X-mr  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 AiE\PMF~{P  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 HG)c\b  
       7 CTE   0.255000E-05 Pu7cL  
       7 GTB U    'SILICON         ' )}i;OLw-  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 8`S6BkfC|  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 V- HO_GDo  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 'YUx&FcM  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 jt
Fet{  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR .ugQH<B  
     END  e+=IGYC  
[J6b5  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST O)i]K`jk  
*S$`/X  
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： mbm|~UwD  
875BD U  
    CHG 8NS1*\z  
    ALPHA A6061 %/(>>*}Kw|  
    END GY;q0oQ,  
KB^i=+xr  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： {f }4l  
h]z>H~.<*  
    THERM F6h|AF|"  
    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 7/$s!pV  
    END <DjFMTCN  
U%,N"]`  
:$"L;"  
1S26
Y|L)  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 lC&B4zec  
s*0PJ\E2  
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。 /2\%X`]<  
>
IzUn: 0F  
z nc'  
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。 w 9mi2=  
"x)xjL  
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。 1TvR-.e  
L--(Y+vmf  
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： +#c3Y;JP  
~yvOR`2Gg  
    THERM Uc3-n`C  
    COE 1 STYRENE 79svlq=  
    TCHANGE 1 Q< q&a8~  
    5 h^D]@H  
    ATS 100 2 m%
{4  
    END LJ|2=lI+jb  
JM@}+pX  
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： 6SIk,Isy8  
1*"t-+|  
    ACON 1 x1}7c9nK  
    PANT T&]J3TFJ  
    VY 4 TH 1000 -1000 =a<};X  
    VY 5 TH 1000 -1000 hF!t{ Lf3  
    END ~Zc=FP:1  
y2U^7VrO  
    AANT 2y&m8_s-p  
    ACON 1 KnC;j-j  
    M 0 1 A DELF aJC,  
    M 8.103249 1 A P YA 1 Y70[Nz  
By
rK|lVM0  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 b$f@.L  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 hZ0CnY8 '  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 to1{7q  
E-\<,=bh  
    ACON 2 5UQz6D
K  
    M 0 1 A DELF ^0/FZ)V8  
0z2A!ap  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   pb(YA/  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 }jQxwi)  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 hy"O_
Le  
    END <#s=78 g.3  
nl)!)t=n  
    SNAP cViEvS r  
    SYNO 20 MULTI ]{r*Z6bs  
}hralef #N  
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。 iwnctI  
2FxrMCC  
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。 brA\Fp^  
hpD\,  
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。 pcd*K)  
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