[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。 Kta7xtu  
ac< hz0  
z4iZE*ZS  
iqh"sx{5bp  
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： Q]"u?Q]  
G@I/Dy  
    RLE ,~^B
oH}  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 [|
E|(@J  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' $S_G:}tna  
     LOG      124 jo^+  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 dlB?/J<  
     APS               1 cs6I K6wo  
     UNITS MM   G$_=rHt_%  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 pJ;4rrSK  
     MARGIN       1.270000 MTUJsH\  
     BEVEL       0.254001 ?)i`)mu'  
       0 AIR t$yt8#Tk  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 NP< {WL#  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 :HTV8;yc  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ! :XMP*g  
       1 CTE   0.255000E-05 T3#KuiwU9  
       1 GTB U    'SILICON         ' 6nP-IKL  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 dxAP7v  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 Tyk\l>S  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR #mvOhu  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 bi 8Qbo4  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 p:@JCsH=  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 R}VEq gq  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 ji
:E  
       3 CTE   0.550000E-05 9Vh>ty1|_  
       3 GTB U    'GE              ' yRGv{G[59  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 DS]C`aM9  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000  Z?_t3  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR q;0QI{:5v  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644
8M9}os  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 TU(w>v  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 >ho$mvT  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 U~1jmxE  
       5 CTE   0.550000E-05 +M %zOX/  
       5 GTB U    'GE              ' $Z!7@_Ys  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 ?!d\c(5Gt  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 NP_b~e6O=  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR ,OilGTQ#  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 =SqI#v  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 ;\[el<Y)s  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 U6M3,"?  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 U#{^29ik=o  
       7 CTE   0.255000E-05 ~:M"JNcs  
       7 GTB U    'SILICON         ' dX8N7{"[  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 U9ZWSDs  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 e6JT|>9A7  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR :2_8.+:  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 
13v#  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR Fs|aH-9\  
     END Ebk_(Py\  
S+7:fu2?+  
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 7ga|4j3%  
6;
8Jy  
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： S_EN,2'e  
R]y[n;aGC  
    CHG _xVtB1@kLM  
    ALPHA A6061 !J@!P?0. C  
    END }q~M$  
` e~nn  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： ">V.nao  
RO10$1IW.2  
    THERM H*M)<"X  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 )n&@`>vm  
    END d l<7jM?  
?'L3B4  
w?LDaSz\t  
DL:wiQ  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 =eNh))]  
A^9RGz4=  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 P$=BmBq18`  
]*M-8_D  
?9)-?tZ^Q  
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。 /y.+N`_  
cJ> #jl&  
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。 <,S5(pZ  
l(CMP!mY  
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： t
|ih{0  
&1:_+  
    THERM H]XY  
    COE 1 STYRENE :"pA0oB  
    TCHANGE 1 kkz{;OW  
    5 +U:U/c5Z^  
    ATS 100 2  3~mi  
    END {d%% nK~  
`qnNEJL,  
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： tf5h/:  
)zR(e>VX  
    ACON 1 I!L`W _  
    PANT *C*'
J7  
    VY 4 TH 1000 -1000 rv\yS:2  
    VY 5 TH 1000 -1000 TfbB1  
    END /
7)l22<  
(pl|RmmDz  
    AANT nX|f?5 O  
    ACON 1 $z>L $,c>  
    M 0 1 A DELF 5ZXP$.  
    M 8.103249 1 A P YA 1 VT;Vm3\  
nSM8o<)H  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 k\qF> =  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 IgsK7wn  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 YA:7^-Bv  
~'[0-_]=f  
    ACON 2 xxsax/h  
    M 0 1 A DELF ds*N1[ *  
#'@pL0dj  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   - DO  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 jOYa}jm?  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 O_M2Axm  
    END yFYFFv\?  
-Dx_:k|k  
    SNAP m=hlim;P,  
    SYNO 20 MULTI @&AUbxoj  
i1OF@~?  
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。 3($cBC  
nI63Ns  
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。 0I`)<o-  
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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。 #}8l9[Q|M  
CTG:C5OK  
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