[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。 zv%J=N$G
 
lIDl1Z@Z  
/(%Ig,<"JC  
;mJkqbVol  
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： )}|mDN&P  
],?pe  
    RLE nu 7lh6o=  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 BRtXf0~&p  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' tyXl}$)y  
     LOG      124 Dt {')  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 2YIF=YWO},  
     APS               1 FX 1C e  
     UNITS MM    <qn,  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 Z t`j\^4n  
     MARGIN       1.270000 tP]q4i
 
     BEVEL       0.254001 5^|"_Q#:
 
       0 AIR U?6yke  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 g3a/;wl  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 jT"r$""1d  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 FU]4oKx  
       1 CTE   0.255000E-05 BHiOQ0Fs  
       1 GTB U    'SILICON         ' P7>IZ >bw  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 4I.1D2 1jA  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 $eCGez<E  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ,|x\MHd?t_  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 <[8@5?&&  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 pDhY%w#  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ]|BojSL_  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 C@)pmSQ  
       3 CTE   0.550000E-05 8|vld3;  
       3 GTB U    'GE              ' !c_u-&
b)  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 y1Z1=U*!  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 '{^8_k\}B  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR g$gS7!u,  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 @$
ftG  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 5h(jeT8"  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 fn?VNZ`J  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 _jDS"  
       5 CTE   0.550000E-05 W2n*bNI  
       5 GTB U    'GE              ' ULTNhq R*n  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 Q%M_   
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 ;&7,73!  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR |=,83,a  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 0k.v0a7%  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 )DRkS,I  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Ik-oI=>.  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 59K}  
       7 CTE   0.255000E-05 QD}1?)}  
       7 GTB U    'SILICON         ' 9^p32G  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 W7W3DBKtSm  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 uwId  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR a.CF9m5]c  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 #hZQ>zcF  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR .5^a;`-+  
     END 3~:0?Zuq  
4y1
>  
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 ])S$x{.g  
G#'Q~N  
这个镜头未为空气间隔分配系数。我们用CHG文件来处理问题，分配铝型6061的系数： Vl4Z_viNH  
pIvfmIm  
    CHG {Wa~}1`Kl  
    ALPHA A6061
L2d:.&5  
    END 6#O#T;f)  
S$\.4*_H\  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： *3P3M}3~\  
CQ$::;  
    THERM ]ZDTn  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 =hPG_4#  
    END /Ht/F)&P  
"I@v&(Am;  
Y>G*'[U  
RA}U#D:$i  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 ia_Z\q  
Y+5"uq<'  
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。 rNZO.qijz  
f.J9) lfb  
"bPCOJ[v9  
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。 yAAG2c4(  
&ad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。 &;Ed*OJ  
@W#fui<<}Y  
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： m$,cH>E  
Ut]2`8-  
    THERM sRi?]9JIl  
    COE 1 STYRENE TF%3u
H  
    TCHANGE 1 oPCrD.s  
    5 8W;xi:CC  
    ATS 100 2 ^Wif!u/HM  
    END OI*ZVD)J  
\QliHm!  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： 7Pwg+|  
*}>Bkq9h  
    ACON 1 J6eJIKK  
    PANT kkT3wP  
    VY 4 TH 1000 -1000 >6OCKl  
    VY 5 TH 1000 -1000 u1tq2"D8  
    END E2Us#a  
cES;bwQ  
    AANT bo&\3  
    ACON 1 C%0<1mp  
    M 0 1 A DELF
xIM8  
    M 8.103249 1 A P YA 1 z<n"{%  
u\M4`p!g=  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 3\7'm]  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 1$);V,DK!  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 
'BqrJfv  
f( ]R/'o  
    ACON 2 2dXU0095  
    M 0 1 A DELF e)*mC oR  
s`;0 t YG  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   mr@_%U  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 5woIGO3X  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 -Uzc"Lx B  
    END F='Xj@&O  
B{;11u  
    SNAP ?F)_T  
    SYNO 20 MULTI F#jCEq  
Q.rB\8ea  
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。 w}IL 8L(D  
cC b>zI  
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。 =>HIF#jU  
iPA@<D%  
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。 Bh\ [CY  
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