[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。 {min9  
<~]s+"oVc  
=6ojkTk  
Rh%x5RFFc  
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： -*3wNGh{  
<EJC.WWJa  
    RLE ;s{rJG{inG  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 /P320[B}m&  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' kZeb^Q+,
 
     LOG      124 mN,Od?q[  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 Q\}5q3  
     APS               1 Vg0Rc t  
     UNITS MM   ~R3@GaL1  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 94Are<  
     MARGIN       1.270000 J 5~bs*a8  
     BEVEL       0.254001 8^2Q ~{i  
       0 AIR hl8[A-d(R  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 `uY77c
o6  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 w18kTa!4@  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 E`BL3+kQ  
       1 CTE   0.255000E-05 Go8 m  
       1 GTB U    'SILICON         ' PKk_9Xd  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 x)s`j(pYC  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 aqtQGK57"%  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR zl$'W=[rFs  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 c&ymVB?G:1  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 VXQ~PF]z0  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 +eQg+@u  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 uN2Ck  
       3 CTE   0.550000E-05 46sV\In>?  
       3 GTB U    'GE              ' Q!WXFS  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 ;>bcI).  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 2+50ezsId  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR UH2fP G  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 _3.=| @L  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 v="i0lL_  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 _DS_AW}D  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 u.43b8!  
       5 CTE   0.550000E-05 g,*LP  
       5 GTB U    'GE              ' "{Lp'+wNw  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 #fd;]  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 [5yLg  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR WZ> }  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 Xf(H_&K  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 [7oU =  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 qX>mOW^gT8  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 f5'Cq)Vw_  
       7 CTE   0.255000E-05 -pvF~P?8U  
       7 GTB U    'SILICON         ' 0CX2dk"UB^  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 HJ~0_n&  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 j&~`H:=E  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR (hr*.NS#  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 `saDeur#X  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR DvhJkdLB>  
     END nB>C3e  
hj[&.w  
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 G&,F-|`  
#l2KJ7AMK  
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： +es|0;Z4yP  
xvU@,bzz  
    CHG F/}(FG<'>I  
    ALPHA A6061 DC+p s  
    END G*`Y~SJp  
()%Not
N;  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： eb10=Lmj  
ufq9+}  
    THERM 2Tt^^Lb  
    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 X!6oviT|m  
    END $IUe](a{d  
TuR.'kE@  
, !0-;H.Y  
;l4epN  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 xQ~}9Kt\  
)/Z% HBn  
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。 <9Sg,ix't  
$1KvL8
  
9\f%+?p  
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。 AXN%b2  
uP
h/u!  
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。 Lgr(j60s  
a\_?zi]s&,  
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： KcPI,.4{  
4Kl{^2  
    THERM }:SWgPfc  
    COE 1 STYRENE ';,Rq9-'  
    TCHANGE 1 uz U2)n3y  
    5 4rDaJd>,  
    ATS 100 2 >tGl7Ov  
    END u/6b.hDO  
V)q|U6R  
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： ;Gnk8lIsb  
C]dK/~Z#r  
    ACON 1 4C]>{osv  
    PANT .^hk^r  
    VY 4 TH 1000 -1000 8r{:di*  
    VY 5 TH 1000 -1000 @T 5dPmn  
    END Fm-D>PR
 
?hfyQhR  
    AANT i(qPD_  
    ACON 1 D2N<a=#  
    M 0 1 A DELF {)K
H%  
    M 8.103249 1 A P YA 1 T>P[0`*)  
Rlyx&C8  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 :n0czO6E  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 /k_?S?  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 r P1FM1"M  
!TwH;#U w  
    ACON 2 .=`r?#0  
    M 0 1 A DELF JbR;E`8  
9jkaEn>m^  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   hf('4^  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 yb4Jsk5%  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 F4X0DRC,G  
    END oj$^87KX  
[Z-S0  
    SNAP SSrYFu"  
    SYNO 20 MULTI zt3y5'Nk  
$C.;GUEQ  
图像质量有下降，但仍在合理范围内，即使温度发生变化，焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 (^lw<$N  
U#U'iPy  
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。 /\-iV)h1@  
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