[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。 (SV(L~T_  
@BWroNg{  
'NF_!D  
{7&(2Z]z  
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： =D.M}xqo  
,@ A1eX}  
    RLE `An`"$z  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 B`)o?GcVN  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 2bBTd@m4  
     LOG      124 Z.+-MNWV  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 W
mTSxneo  
     APS               1 (KR$PLxDK  
     UNITS MM   es@_6ol.@  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 XYIZ^_My  
     MARGIN       1.270000 hko0 ?z  
     BEVEL       0.254001 Uj&2'>MJ$  
       0 AIR Z-;<R$  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 /v"u4Ipj  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 l-4T Tg  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 I`kaAOe  
       1 CTE   0.255000E-05 ZKTOif}  
       1 GTB U    'SILICON         ' +h^>?U,  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 #y13(u,dN  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 1lZl10M:f  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR <U`lh
 
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 Cw]&B  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 :U!knb"/>  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 _#xS
1sD  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 [<P(S~J  
       3 CTE   0.550000E-05 S'qEBz  
       3 GTB U    'GE              ' &3lg\&"  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 \G}EI|Wo  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 6}"P m  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR XL>v$7`#  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 %[0V>  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 so}(*E&(a  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 ocBfs^ aW  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 3a #2 }  
       5 CTE   0.550000E-05 +@[T0cXp  
       5 GTB U    'GE              ' nsFOtOdd  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 j#d=V@=a  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 lR[[]Yn  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR PP
O*&=!]  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 g*69TqO^  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000
hN*,]Z{  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 >2tQ')%DJ  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 _MQ)  
       7 CTE   0.255000E-05 >aXyi3B  
       7 GTB U    'SILICON         ' C o v,#j j  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 *4#)or  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 "&*O7cs$pA  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR %LeG.~?  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 rC.z772y%  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR %D_2;  
     END Jm&7&si7  
- y[nMEE  
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 $qG;^1$  
KdIX`  
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： N"SFVc_2  
"L^]a$&  
    CHG 9TRS#iVL+*  
    ALPHA A6061 ?g gl8bzA  
    END 0`%eP5  
SV#$Cf g  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： _u TaN  
Z.6M~  
    THERM 5/Viz`hsz  
    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 A\p'\@f  
    END ,:POo^!/fT  
)
90Q  
.CGPG,\2  
@9_H4V  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 A+P9M \u.  
u6^cLQO+  
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。 "SC}C  
{3n|=  
?WPuTPw{
 
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。 IcmTF #{D  
..BIoSrj  
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。 -X+G_rY
 
gDbj!(tm  
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： 6;s.%W  
50r3Kl0  
    THERM u^.7zL+  
    COE 1 STYRENE Qj;wklq  
    TCHANGE 1 Fy:CG6@X  
    5 ROcI.tL  
    ATS 100 2 N$>.V7H&  
    END NG3!09eY  
q.sErr[zc  
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： 9e|-sn  
~[n]la  
    ACON 1 {wsO8LX  
    PANT x\(@v  
    VY 4 TH 1000 -1000 Do1 Ip&X  
    VY 5 TH 1000 -1000 9C&Xs nk  
    END L#U-dzy\  
XC44]o4jx  
    AANT DX3xWdnr  
    ACON 1 w3,DsEXu  
    M 0 1 A DELF '7BJ.  
    M 8.103249 1 A P YA 1 72Zp%a=  
W`^euBr7R>  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 #B_Em$  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 W^U6O&-K  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Ltk'`  
lI,lR  
    ACON 2 ;Gf,I1d}{  
    M 0 1 A DELF W~" 'a9H/  
+V2\hq[{  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   WA'4y\N  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 !V%h0OE\  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 a"ct"g=  
    END `5SLo=~  
,=Q;@Z4 vJ  
    SNAP .( )rby  
    SYNO 20 MULTI FCr^D$_w  
U3UKu/Z  
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。 30BFwNE  
GbFtX\s+5j  
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。 
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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。 &XvSAw+D@  
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