[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。 .Lp-'!i  
5;Z~+$1  
$_ i41f[  
A+l"  
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： w:N2 xI  
b7,qzh  
    RLE ( 0h]<7  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 8`~]9ej  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' #Nd+X@j  
     LOG      124 Rq9gtx8,=  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 S-H3UND"  
     APS               1 pqr"x2=.  
     UNITS MM   *o#`lH  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 w '"7~uN  
     MARGIN       1.270000 =e+go ]87x  
     BEVEL       0.254001 \'KzSkC8  
       0 AIR ?c+;  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 \[&]kPcDl  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 vuP1gem  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 c9[5)  
       1 CTE   0.255000E-05 y*D 8XI$  
       1 GTB U    'SILICON         ' re!CF8 q  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 RW)C<g  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 tc',c},h~,  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR EGt)tI&  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 [Wh 43Z  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 21[F%,{.),  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ]5\vYk  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Kv7NCpq'  
       3 CTE   0.550000E-05 88K*d8m  
       3 GTB U    'GE              ' g;h&Xkp  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 9<ayQ*  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 zyr6Tv61U  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 24Fxx9g  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 S@#L!sT`u  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 =jN]ckn  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 9wC; m:  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 8\9EDgT  
       5 CTE   0.550000E-05 cPbz7  
       5 GTB U    'GE              ' W#[!8d35$  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 2~<0<^j/]  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 (G VGoh&  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 1dcy+ !>  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 'w2;oO  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000
\abl|;fj  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 #<o#kJL  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 D|o@(V  
       7 CTE   0.255000E-05 =-qsz^^a-  
       7 GTB U    'SILICON         ' qo;\dp1  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 :dzU]pk%0  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 J (h>  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR vF&b|V+,  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 q*OKA5  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR
.IXwa,  
     END )VT/kIq-U  
sfa'\6=O  
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 ^U}0D^jDeE  
d%3BJ+J  
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： l5FQ!>IM  
ZAZCvN@5  
    CHG 2XHk}M|  
    ALPHA A6061 lND[anB!  
    END +b+sQ<w?.  
fR
%8?6  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： jvQ"cs$.  
:!$z1u8R  
    THERM PS6`o  
    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  o2  
    END QGd- 9UEA]  
%S.U`(.  
.TC `\mV  
iC-ABOOu{l  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 L])w-  
Q8y|:tb$Y  
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。 fXe-U='  
`Ny8u")=  
2
r,'4%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。 -(1\`g07  
&J$5+"/;X  
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。 Q=E@i9c9  
09Y?!,  
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： V%lGJ]ZEa  
p;$9W+H0  
    THERM tY=%@v'6?  
    COE 1 STYRENE zF&UdS3  
    TCHANGE 1 *GP_ut%  
    5 !T#y r)  
    ATS 100 2 m7vxzC*  
    END 9 w1ONw8v  
_~Vz+nT  
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： /T)n5X  
'*u;:[73  
    ACON 1 ~+C?][T  
    PANT sdYj'e:N  
    VY 4 TH 1000 -1000 mthl?,I|  
    VY 5 TH 1000 -1000 RJwIN,&1.  
    END $?AA"Nz  
]31XX=  
    AANT 8Ql'(5|T  
    ACON 1 [P=[hj;  
    M 0 1 A DELF 2Fgt)`{!  
    M 8.103249 1 A P YA 1 AYIz;BmWy  
{$YD-bqY  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 '<< ~wt  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 v9m;vWp  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 1Dp@n  
f~nt!$  
    ACON 2 \&&(ytL  
    M 0 1 A DELF (%yc5+f!  
9+ l3$  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   LG{inhbp  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 6h6?BQSE  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 o Xi}@  
    END U!?gdX  
OP`Jc$|6  
    SNAP s%[GQQ-N  
    SYNO 20 MULTI exO#>th1  
[Cj)@OC  
图像质量有下降，但仍在合理范围内，即使温度发生变化，焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 in#]3QGV  
kEhm'  
我们已经为TH变量输入了确定的限制，因为程序不会让正TH变为负数。为了保持放大率不变，我们为主光线的YA添加了一个目标。您可以参考用户手册，以获得有关此功能的完整。 ITIj=!F*  
Yz-JI=  
SYNOPSYS™ 现已更新至 2023 最新版本，扫码添加工作人员可申请免费试用。 D?yE$_3>c  
k\sM;bCv7  
S=H_9io  
15
KV}){  
M*|VLOo=v  
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