[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。 1x\W521  
Nx4DC  
U)`3[fo  
Jl}!CE@-  
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： UOLTCp?M;J  
RRI>bh]  
    RLE !QQ<Ai!E  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 9Nag%o{*S>  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' &Qtp"#{  
     LOG      124 \}u7T[R=`  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 3d#9Wyxs  
     APS               1 (iCZz{l@~  
     UNITS MM   KF:]4`$  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 xyS2_Q  
     MARGIN       1.270000 '#McY'.D T  
     BEVEL       0.254001 tv@Z5  
       0 AIR } Jdh^t.  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 f#;ubfi"z  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 r>@ B+Xi  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 *C3u
Miz  
       1 CTE   0.255000E-05 n~"g'Y  
       1 GTB U    'SILICON         ' |~/3u/  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 x;ERRK  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 pu2wEQ  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR vGPf`2/j.  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 |i}+t  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 =e-a&Ep-z  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 EBj,p
k5M  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 -~(0O  
       3 CTE   0.550000E-05 .fLiXx  
       3 GTB U    'GE              ' /^z/]!JG:V  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 k lP{yxU'n  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 0,1L e$)6  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR fXF=F,!t  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 _ bXVg3oDt  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ONr?.MJ6j  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 nxn[ ~~  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 `eMrP`  
       5 CTE   0.550000E-05 KD,^*FkkL  
       5 GTB U    'GE              ' Ks49$w<  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 [0%yJH  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 ~J:$gu~`  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR g)Vq5en*  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 Edf=?K+\!i  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 a!c/5)v(  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 w2uRN?   
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 0%h[0jGj  
       7 CTE   0.255000E-05 =1{H Sf
 
       7 GTB U    'SILICON         ' *tTP8ZCQ[  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 |MOn0*  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 sW]yuu!/  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR D+ah ok  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ++Rdv0~  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR i$`|Y*  
     END Dh\S`nfFq  
G zJ9N`  
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 ;-3h~k  
 /gqqKUx  
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： AI^AK0.L  
q;~R:}?@  
    CHG (ZE%tbm2  
    ALPHA A6061 T8,k77  
    END ]6a/0rg:t  
tIi!*u  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： [ E$$nNs  
~I8v5 H  
    THERM ,X9hl J  
    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 S_(&UeTC  
    END ~u_K&X  
rtB|N-  
^;V}l?J_s  
x><zGXvvp|  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 B8bvp:Ho|  
3gxf~$)?  
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。 .K $p`WQ
{  
J>f /u:.  
*)j@
G:  
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。 4u3 \xR?w6  
c+szU}(f6(  
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。 ,3wI~j=  
sl~b\j  
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： ggrI>vaw  
?,WUJH?^  
    THERM N+*(Y5TU  
    COE 1 STYRENE #Y;.>mF  
    TCHANGE 1 ,DE(5iDS  
    5 
TZ^{pvBy  
    ATS 100 2 1P5*wNF  
    END P/FrE~  
{@Blj3;w}  
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： .[edln  
$@_
YdZ!  
    ACON 1 ! a86iHU  
    PANT Ro$j1Aw(  
    VY 4 TH 1000 -1000 bq:wEMM4s  
    VY 5 TH 1000 -1000 5\uNEs$T  
    END 9U!J
K3d  
IetCMp  
    AANT IJ hxE  
    ACON 1 ?+3R^%`V  
    M 0 1 A DELF XZF%0g2$b  
    M 8.103249 1 A P YA 1 DY$yiOH9  
R|
/Wz/$1A  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 n(Qj||:  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ,yTN$K%M  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 P1dN32H o  
lTn

;3'  
    ACON 2 )$MS 0[?  
    M 0 1 A DELF x2Ha&  
Sq?,C&LsA  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   AdDQWJ^r  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 Vz%"9`r  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 D5=C^`$2  
    END O:2 #_  
$B<~0'6}  
    SNAP 2q+la|1Cr  
    SYNO 20 MULTI QxKAXq@)i  
X d!Cp  
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。 h!QjpzQe  
3 Q@9S  
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。 cvxIp#FbW  
]OUD5T  
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。 \{kHSV%z  
JFe4/ V  
%?@x]B9Y8E  
O)l%OOv   
fH&zR#T7U4  
D
4d]3|/T  
|n)<4%i8J