[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。 RGg=dN  
Ec'Hlsgh&T  
C-)mP- |8  
``mnk>/  
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： iq1HA.X(  
Aqy y\G;  
    RLE *
yl?M<28  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 3']a1\sy^  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' Y=83r]%
 
     LOG      124 = y@*vl   
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 Eqizx~eqq  
     APS               1 kx{LY`pY  
     UNITS MM   (;!92ct[?  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 76::X:76  
     MARGIN       1.270000 _+7+90u  
     BEVEL       0.254001 S@Iza9\|@  
       0 AIR JkShtLEr  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 #B2a?   
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 h*>%ou  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 \1Xr4H u  
       1 CTE   0.255000E-05 ~%chF/H
 
       1 GTB U    'SILICON         ' o%yfR.M6$  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 dvAG}<  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ]J1oY]2~  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR !MX
n&&e1  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 6b2Z}B  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 `' .;U=mF  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 O*7vmPy
 
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 6,;dU-A+  
       3 CTE   0.550000E-05 ~U r  
       3 GTB U    'GE              ' {=%,NwPs  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 Kpg?' !I  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 6o0}7T%6  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR !F:ANoaS  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 +0ALO%G;G"  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 `5Bv2wlIV  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 >^6|^rc  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 $PstE
L  
       5 CTE   0.550000E-05 [I?[N.v  
       5 GTB U    'GE              ' @cr/&  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 bN\;m^xfu  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 )2lB  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 2$OV`qy@?  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 ;Rlf[](iL  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 (_%l[:o6  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 x2,;ar\D  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 (#?O3z1@"  
       7 CTE   0.255000E-05 a&Qr7tTY"  
       7 GTB U    'SILICON         ' /3#h]5Y"T  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 E~@&&dU8  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 enx+,[  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR eQz.N<f"  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 BG6.,'~7o  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR AGl#f\_^  
     END ;hPVe_/  
CNe(]HIOH  
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 Q45gC28x  
v#lrF\G5  
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： d"yJ0F  
D<hX%VJ%M  
    CHG =xQPg0g  
    ALPHA A6061 !1ZItJ74#  
    END 2n+ud ?|l  
6j
8\3H~  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： @SH[<c  
R$!]z(  
    THERM u/<ZGW(&s(  
    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 M]|]b-#  
    END ?0'e_s  
b# Dd  
vz(=3C[  
|$;4/cKfy  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 .sc80i4  
 &
.(iS  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 a"i(.(9$J  
RH{+8?0  
QLU <%w:B  
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。 !?R#e`}  
k.7!)jL7  
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。 ?2_h.  
3dz{"hV  
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： :f:&B8  
HE{UgU:tY  
    THERM dWi<U4  
    COE 1 STYRENE yZ!~m3Q  
    TCHANGE 1 (-Q~@Q1  
    5 2 FoLJ  
    ATS 100 2 Y}xM&%  
    END r@zs4N0WP  
Zn0a)VH%  
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： [MQ* =*
 
[NJ2rQ/w7  
    ACON 1 H0 Zo.Np  
    PANT >Tjl?CS  
    VY 4 TH 1000 -1000 1;KJUf[N  
    VY 5 TH 1000 -1000 *|j4>W\J  
    END g_n_Qlo  
tK@7t0  
    AANT R>Dr1fc}  
    ACON 1 H)h^|A/vO  
    M 0 1 A DELF |Xm$O1Wa
 
    M 8.103249 1 A P YA 1 ;&gk)w6*  
St(jrZb  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 p^}`^>OL  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 3.Yg3&"Z  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ZXL'R|?  
FZ RnIg  
    ACON 2 @U3z@v]s(h  
    M 0 1 A DELF WO{7/h</  
`k*;%}X\  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0    0Gc:+c7{  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ES!e/l  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 #AP;GoIf"j  
    END
]b]J)dDI  
n_rpT.[  
    SNAP PH&Q
w2(Sx  
    SYNO 20 MULTI 2z"<m2a  
 @;KYvDY  
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。 [3qH?2&  
h_ccE6]t  
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。 v&(=^A\eN  
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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。 I^( pZ9  
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