[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。 W;eHDQ|  
=K-B I  
*'1qA0Xc  
_U|s!60'  
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\WW~qD  
gj0gs  
    RLE CES^ c-. k  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 DnMfHG[<  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' t+|c)"\5h  
     LOG      124 `Q' 0
l},  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 /{."*jK  
     APS               1 #t>w)`bA
-  
     UNITS MM   )apqL{u:=  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 ?m}vDd  
     MARGIN       1.270000 *"d"  
     BEVEL       0.254001 ,mx>)}l95  
       0 AIR wm%9>mA%  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 #9F=+
[L  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 /608P:U  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 z v*hA/  
       1 CTE   0.255000E-05 CC;T[b&  
       1 GTB U    'SILICON         ' 2E9Cp  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 Nv{r`J.  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 kid3@  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR cz~Fz;)2{N  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 _{_ybXG|  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 uosFpa  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 `b=?z%LuT  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 U,_uy@fE=?  
       3 CTE   0.550000E-05 d OQU#5  
       3 GTB U    'GE              ' 7hlgm7^  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 $-Lk,}s.*  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 d3v5^5kU  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR dq+VW}[EO  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 82n
Q]  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 Eaf6rjD  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 N,0l5fD~T  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 _DnZ=&=MA  
       5 CTE   0.550000E-05 xc7Wk&{=  
       5 GTB U    'GE              ' 66NJ&ac  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 .]SE>3  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 0,a\vs%@X  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 5(W`{{AW  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 }1=V`N(  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 7s+3^'  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 u,mC`gz  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 )kfj+/  
       7 CTE   0.255000E-05 vq-Tq>  
       7 GTB U    'SILICON         ' [xe(FFl+  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 kq&xH;9=.  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 u(iEuF;7  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR h;?=:(  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 *p0n{F9  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR P1tc*2Z  
     END FH:^<^M  
\bNN]=  
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 *8{PoD   
A Ch!D>C1  
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： SIQ7oxS4  
fTQRn  
    CHG ?WyL
|;b*  
    ALPHA A6061 _+73Y'  
    END Eh/B[u7T[  
wQ-pIi{G  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： hfw$820y[  
BV_rk^}Ur  
    THERM >={?H?C  
    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 VSns_>o  
    END ZZ|a`U  
++=t|ZS U  
QT)D|]bH  
jYE<d&Cq  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 GG@GjP<_  
#D4gNQg@R  
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@L IR7
 
oRH]67(Z  
6^_:N1@  
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。 

fP<Tvf  
X <QSi
 
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。 BSU%.tmI  
0*G =~:  
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： j_YpkKhen  
\[u7y. b  
    THERM 2GB)K?1M  
    COE 1 STYRENE ixc~DV+@[  
    TCHANGE 1 \o}m]v i  
    5 g+'=#NS}  
    ATS 100 2 =LLix . >  
    END #( G>J4E,  
Lso4ZZ;  
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： YB?yi( "yL  
n~`1KC4  
    ACON 1 jFAnhbbCE  
    PANT Ed6k7  
    VY 4 TH 1000 -1000 rZ[}vU/H`  
    VY 5 TH 1000 -1000 $646"1S  
    END Q[sj/  
W`auQO  
    AANT qkHdr
2  
    ACON 1 >|[ l?`  
    M 0 1 A DELF %2)B.qTp&  
    M 8.103249 1 A P YA 1 9&]g2iT P  
Z]VmTB  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 YS$42J_T  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 R1A|g=kF  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 "}/$xOl"  
rt +a/:4+  
    ACON 2 E+'P|~>oX  
    M 0 1 A DELF (tY0/s  
[22>)1<(  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   4o|-v  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 OH+kN/Fd  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 acG4u+[ ]  
    END CSu}_$wC#  
Xo,}S\wcn  
    SNAP pGO=3=O  
    SYNO 20 MULTI
 :oN$w\A  
l:Hm|9UZ  
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。 X
Xwe/>J  
o'#ow(X  
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。 CN(}0/  
uC2-T5n'  
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。 +c&oF,=}!P  
w6cW7}ZD,  
]?1n-w.}r  
V:Z}cfR.7  
(-e*xM m  
NA`qC.K   
-9f+O^x