[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。 Tk)y*y  
Rzw}W7zg[  
GDhg VOW(  
J-b Z`)[Q  
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： sOv:/'
 

fAXF_wj  
    RLE Ymx/N+Jl  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 %-> X$,Q :  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' u`7\o~$  
     LOG      124 h ~v8Q_6  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 5@+4>[t
w  
     APS               1 p%8y!^g  
     UNITS MM   [WuN?H  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 _A1r6  
     MARGIN       1.270000 Z+JPxe#7  
     BEVEL       0.254001 5Q =o.wf  
       0 AIR 624l5}@:  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 ?$%#y u#.  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 x+47CDDu3  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 '8PZmS8X9  
       1 CTE   0.255000E-05 ~Cm_=[  
       1 GTB U    'SILICON         ' 5V]!xi  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 F{v>   
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 ZDMS:w.'T  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR d=yuuS/  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 yO.q{|kX  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 *7FtEk/l  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 TZ3"u@ 06  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 M:rE^El  
       3 CTE   0.550000E-05 wa2?%y_G  
       3 GTB U    'GE              ' 67?O}~jbG  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 6C7|e00v  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 7M7sq-n5z  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR yp9vgUs  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 \W4|.[  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 f@rR2xZoQ  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ~x4]^XS  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 lp+Uox  
       5 CTE   0.550000E-05 !59u z4  
       5 GTB U    'GE              ' b9X"p*'p  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 b"k1N9  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 9#cPEbb~  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR clyZD`*  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 C;>!SRCp  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 b*Sw")#  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 crTRfqF  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 c'O"</  
       7 CTE   0.255000E-05 +`=rzL"0I7  
       7 GTB U    'SILICON         ' 4sMA'fG  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 *5m4j=-  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 m?GBvL$  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR 1)Z4 (_  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 Q!.JV.(  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR r^zra|]  
     END C)hS^D:  
1K\zamBg  
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 #l 7(WG  
Op<,e{[]  
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： DsX+/)d  
[SJ3FZ
<  
    CHG S3Dmc\f  
    ALPHA A6061 eU(cn8/}  
    END qg1tDN`s  
;Vv.$mI  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： cfSQqH  
n~_;tO  
    THERM wDp5HZ>  
    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 ?hBjq  
    END f9$8$O  
4m1@lnjp  
yi.GD~69  
40=*Ul U-  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 >v#6SDg  
9KCeKT>v  
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。 MMU>55+-  
6v?tZ&, G  
[[s^rC<d  
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。 #n_t5 O[  
adY ,Nz  
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。 >lkjoEVQ  
pL5Bz!_r  
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： M.qE$  
<g$bM;6%  
    THERM GahIR9_2  
    COE 1 STYRENE N1fPutl$a
 
    TCHANGE 1 p54e'Zb  
    5 d~qZ;uw  
    ATS 100 2 .k
!<Oqa  
    END |BEoF[1  
blx"WVqo  
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-F8[dd^/  
*JArR1J  
    ACON 1 kF-7OX0)  
    PANT T&ib]LmR  
    VY 4 TH 1000 -1000 E3V_qT8  
    VY 5 TH 1000 -1000 OE/r0C<&  
    END 6GMwB@ b  
Ug#EAV<m  
    AANT )0o|u>  
    ACON 1 |U`ASo  
    M 0 1 A DELF }xJ!0<Bs  
    M 8.103249 1 A P YA 1 O:j=L{,d^  
$Zn>W@\  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 \2Yo*jE}  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 RveEA/&&  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Hy1pIUsx  
t=IM"ZgfL  
    ACON 2 KBI36=UV  
    M 0 1 A DELF ,a3M*}Y~3  
9~v#]Q}Z}4  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   .h-k*F0Ga)  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 iw^"?:'%  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 CqLAtS X7  
    END 1`2lq~=GV  
2m,t<Y;  
    SNAP LG vPy  
    SYNO 20 MULTI ~.Er  
Wb#ON|.2  
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。 v*&WqVg  
_N"c,P0  
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^kl_!@  
YK V"bI  
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。 |!cM_&  
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