[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。 VtIPw&KHW  
aV"K%#N  
y"q7Gx*^j  
=.NZ{G  
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： {,EOSt
a  
$.{CA-~%[  
    RLE t9T3e  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 ;Yo9e~  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 5y-8_)y8o  
     LOG      124 banie{ e  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 :&:IZkO  
     APS               1 %{qJkjG  
     UNITS MM   dayp1%d  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 mw0#Dhyy1=  
     MARGIN       1.270000 /!J1}S  
     BEVEL       0.254001 D>"U0*h
 
       0 AIR B~zP!^m  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 6!P];3&o\A  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 . +_IpygQ  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 {g9?Eio^F^  
       1 CTE   0.255000E-05 w}n:_e  
       1 GTB U    'SILICON         ' ER,,K._?B  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 'A@[a_  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 KQ'fp:5|/@  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR k<W n  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 p_h)|*W{  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 \%\b*OO  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 Ya
s!w'  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 b(&~f@%|  
       3 CTE   0.550000E-05 _\yrR.HIa  
       3 GTB U    'GE              ' Y#'mALC2  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 qT]Bl+h2  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 fq-$u;~h  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR {MX_t/o=f  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 /E>z8J$  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 )US|&> o8  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 u*_I7.}9  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 48,Aq*JFw  
       5 CTE   0.550000E-05 ~/?JRL=  
       5 GTB U    'GE              ' VU,\OOp  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 Y ON@G5^  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 _i [.5  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR $s2
Ty1  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 i(.c<e{v~  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 Yo0%5 noz  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 m(JFlO  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 ]PdpC"  
       7 CTE   0.255000E-05 ^Q8m)0DP  
       7 GTB U    'SILICON         ' !ZP1?l30  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 4/D~H+k  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 y$@d%U*rW^  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR .XM3oIaW  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 g;en_~g3j  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR  I0ycLx  
     END n0
:+D R  
3}O.B r|  
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 i gzISYC_  
Y
{y #us1  
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： o:C:obiQbu  
 01I5,Dm  
    CHG }i_[wq{E&  
    ALPHA A6061 SxXh N  
    END ixN>KwH  
Q6?+#}  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： Avw"[~
Xd  
u&l2s&i  
    THERM vj0`[X   
    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 {y0
*cC  
    END #I9|>XE1  
0O4'Ts ?  
(_]{[dFr%  
R7T"fN  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 %_+9y??  
1DcYc-k#  
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。 FM9b0qE  
g=; rM8W  
mm%w0dOb"  
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。
qcke8Q  
<Xw 6m$fr:  
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。 en7i})v\".  
xt +fuL  
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： $V?zJ:a>L  
[$?S9)Xd  
    THERM S}e*~^1J  
    COE 1 STYRENE Bt,qG1>$-  
    TCHANGE 1 [$3Zid  
    5 If6wkY6sR  
    ATS 100 2 +`f gn9p  
    END QHr 3J  
[.<nt:  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： Hk2@X(  
x=1G|<z%  
    ACON 1 M@!Gk  
    PANT ^w2n  
    VY 4 TH 1000 -1000 nL^6{I~  
    VY 5 TH 1000 -1000 vJGxD\h  
    END i#lvt#2J0  
PGT!HdX#{  
    AANT SrK;b .  
    ACON 1 L3q)j\ls  
    M 0 1 A DELF e^~t52]  
    M 8.103249 1 A P YA 1 EN.yU!N.4  
UkNC|#l)  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 H?40yu2m5  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 hl}#bZ8]  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 ?O4Dhu  
i[3$Wi$  
    ACON 2 y(.WK8  
    M 0 1 A DELF ;~~Oc  
d;lp^K M  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   TOMvJ>bF  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 b{sE#m%r  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 y#AY+ >  
    END b,T=0W  
>jl"Yr#  
    SNAP ieBW 0eMi  
    SYNO 20 MULTI (~Zg\(5#  
Q
k-y0  
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。 e@]cI/j  
vW$]:).  
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。 R~RY:[5?w  
" "a+Nc  
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。 tY# F8a&  
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