[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。 Cl>'K*$F  
+V7*vlx-  
k2*^W&Z  
1p9f& w  
这是示例镜头X11，我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件： i' |S g  
Ra_6}k  
    RLE  NP^kbF  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 D@4hQC\  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' **0Y*Ax@  
     LOG      124 #.tF&$ik  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 C2eei're  
     APS               1 94|BSxc  
     UNITS MM   tp*AA@~  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 h+ELtf  
     MARGIN       1.270000 )X| uOg&|  
     BEVEL       0.254001 HPwmi[  
       0 AIR l!q i:H<=1  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 eB!0:nHN  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 =`vUWO
Nn  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 8<?60sj  
       1 CTE   0.255000E-05 &&(sZGw  
       1 GTB U    'SILICON         ' 31YzTbl[H  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 2lHJ&fck<  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 d:=5y)  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR T92k"fBY  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 KH2a 2  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 iu&'v  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 't^OIil  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 @oug^]a  
       3 CTE   0.550000E-05 ](-:l6  
       3 GTB U    'GE              ' ; >.>vLF  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 7PP76$  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 01#a  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR ep
,kImT  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 )>$xbo")k  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 LYavth`@h  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 (?YTQ8QR  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 /[t]m,p$yq  
       5 CTE   0.550000E-05 g;eMsoJG  
       5 GTB U    'GE              ' )MW.Y  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 U{n 0Z  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 -5d8j<,  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 2Wq)y1R<T  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 <q%buyQna  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 x@Z?DS$)  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 i4v7x;m_p  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 AXz'=T}{  
       7 CTE   0.255000E-05 t#}/VnSQ  
       7 GTB U    'SILICON         ' K )1K ]  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 z)yxz:E  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 ,S}[48$  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR p@NE^aMn  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 *#+XfOtF  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR VL&E2^*E  
     END N 0&h5  
,H1j&]E!  
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 N6EH  
RBJgQ<j8  
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： _)zSjFX9  
eB<R@a|?S  
    CHG C B=H1+  
    ALPHA A6061 5A Vo#}&\  
    END AAxY{Z-4  
4)*8&  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： D%Hz'G0|  
2zh?]if  
    THERM mz3!HksZ"  
    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 S3`zB?7,  
    END G?8LYg!-  
{Z3B#,V(g  
7?qRY9Qu  
ShxB!/s  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 j{0_K+B  
/^ hB6_'D  
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。 [l:3F<M  
%f#3;tpC8  
e$45OL  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 q4|TwRx
~  
8sx\b  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 +D*b!5[  
q!$?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： LwZBM
#_g  
,Si\ky7L  
    THERM ` Cdk b5  
    COE 1 STYRENE kb Fr  
    TCHANGE 1 w6'o<=  
    5 -z-58FLlO  
    ATS 100 2 k 9R_27F  
    END !r,ZyJU  
;m,lS_[c  
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： (?72 vCc  
`f}}z5
 
    ACON 1 /iQ}DbtRb  
    PANT 
xiX~*Zs  
    VY 4 TH 1000 -1000 tV9BVsN  
    VY 5 TH 1000 -1000 t^)q[g  
    END xV:.)Dq9  
4^1{UlCop  
    AANT o 4L9Xb7=G  
    ACON 1 ja$e)  
    M 0 1 A DELF p^Kp= z  
    M 8.103249 1 A P YA 1 )**k3u t4  
+M/04  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0
U{q6_z|c  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 1
uG?R  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 57'=Qz52  
:+|b7fF  
    ACON 2 43W>4fsc  
    M 0 1 A DELF |Vs|&0  
|xG|HJm,  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0    L,!Z  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 VjS %!P  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 s<cg&`u,<M  
    END !u.{<51b  
Hv>A$x$q  
    SNAP hV;Tm7I2  
    SYNO 20 MULTI ps[TiW{q;  
B!K{y>|.  
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。 YES!?^}  
%f\ M61Z  
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。 [3>l^Q|#  
[aU#"k)M  
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