[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。 tWn dAM(U7  
=~ Uhr6Q  
zRna=h!  
xhP~]akHN7  
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： P<g(i 6]  
F85_Lz4  
    RLE |gE1P/%k  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 X&9:^$m  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' mB-,\{)  
     LOG      124 L/"MRQ"  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 \Kf\%Q  
     APS               1 JP8}+  
     UNITS MM   >!Yuef <P  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 G
 _cJI  
     MARGIN       1.270000 @v2<T1UC  
     BEVEL       0.254001 ?%5VaxWJ
 
       0 AIR DFMpU.BN W  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 TAXsL&Tz>  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ]FCP|Jz  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 $z=%e#(!I  
       1 CTE   0.255000E-05 Y(Oh7VwY*P  
       1 GTB U    'SILICON         ' AJ7w_'u=@  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 F` ybe\  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 R!dC20IMvH  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR FMdu30JV  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ?Ek)" l  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 6U{A6hH]  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 y?OP- 27y  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 Z1 Nep!  
       3 CTE   0.550000E-05 vIpL8B86a  
       3 GTB U    'GE              ' ~/G)z?+E  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 
/x49!8  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 f=^xU P  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 4<Vi`X7[F  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 MhN;GMH  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 ~A>fB2.pM  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 necY/&Ld-  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 u=0O3-\h  
       5 CTE   0.550000E-05 j !*,(  
       5 GTB U    'GE              ' :u4|6?  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 p{Q6g>?[  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 !@& 3q|  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR L"ho|v9:  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 v_XN).f;  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 -+E.I*st  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 |mtW)  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 V&f*+!!2  
       7 CTE   0.255000E-05 `Na()r$T  
       7 GTB U    'SILICON         ' aMI;;iL^  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 b~zSsws.  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 ,1ev2T  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 5t:Zp\$+`  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 1h@qcom9K_  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR {]>c3=~FQb  
     END 
!R@LC  
ehW[LRtq  
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 dBI-y6R  
O&?i#@5#  
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： UPH#~D!  
/MtmO$.  
    CHG L62'Amml  
    ALPHA A6061 KSs1EmB  
    END -jJhiaJ$<  
=n,;S W  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： q=3>ij{v  
ZSu.0|0#  
    THERM ;VLDXvGd  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 EA~xxKq  
    END -H%v6E%yh  
O_;BZzT  
6Rfv3  
2 `AdNt,  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 UIEvwQ  
7RT{RE  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 O::FB.k  
LtB5;ByeQ0  
IRg2\Hq  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 c';~bYZ  
'bx}[  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 e]1=&:eX#d  
9(]_so24,  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： Fizrsr 6%  
*z[vp2 TN  
    THERM bkJ bnW=  
    COE 1 STYRENE |it*w\+M  
    TCHANGE 1 K
#A&  
    5 P'VHga  
    ATS 100 2 @_`r*Tb)dM  
    END q.J6'v lj/  
h.tj8O1  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： %uo8z~+  
Vu(NP\Wm  
    ACON 1 ^x&x|ckR!  
    PANT c^=q(V  
    VY 4 TH 1000 -1000 :kHk'.V1(  
    VY 5 TH 1000 -1000 3@=<4$  
    END mRx `G(u:v  
XI`_PQco  
    AANT SLuQv?R}9  
    ACON 1 cPtDIc,  
    M 0 1 A DELF c&T5C,]  
    M 8.103249 1 A P YA 1 ZTTA??}Y  
(~G*'/)  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 ;d<XcpK}  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 b#I,Z+0ry  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 &3/`cl[+  
[g}^{ $`  
    ACON 2 v Z10Rb8  
    M 0 1 A DELF il>+jVr  
r5&c!b\  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   No\#N/1@P  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 #4|RaI|.  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 L^e*_q2d:>  
    END s-*N_Dv  
pJg:afCg  
    SNAP Vc'p+e|(  
    SYNO 20 MULTI wSjy31  
f@Mku0VT  
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。 pjO  
o,k#ft<  
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。 9I 6^-m@:  
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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。 RCqL~7C+ k  
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