[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。 H UjmJu6f{  
4/b#$o<I?  
6x0>E^~  
myXV~6R 3  
这是示例镜头X11，我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件： ; OsN^   
\iFE,z  
    RLE ~$`b{  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 hf[K\aAk  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 'py k  
     LOG      124 DQSv'!KFO  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 vzL>ZBe
Z  
     APS               1 x{m)I<.:  
     UNITS MM   VaB7)r  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 a <3oyY'  
     MARGIN       1.270000 GCrN:+E0FJ  
     BEVEL       0.254001 B?jF1F!9  
       0 AIR QO8/?^d  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 rO NLbrj  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 q~qig,$Y  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 \vI_%su1N  
       1 CTE   0.255000E-05 A)xI.Q6  
       1 GTB U    'SILICON         ' &+\wYa,  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 *G9;d0  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 [f'7/w+  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR , Le_PJY)  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 E$cr3 t7Xy  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 ;RU)Q)a)  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 "783F:mPh  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 }5~;jN=k  
       3 CTE   0.550000E-05 L2 I/h`n"  
       3 GTB U    'GE              ' X**w
RF  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 ^C(AMT  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 k
z#DBh!&  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR BjA|H  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 CTwP{[%Pk  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 8w{V[@QLn  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 k=LY 6  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 '!_o`t@  
       5 CTE   0.550000E-05 9`xq3
EL2T  
       5 GTB U    'GE              ' 2]@U$E='s  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 hJ|z8Sy@1  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 toF@@%  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR 9(m^^  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 9U+^8,5  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 2-$R@ SVy  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 ]|-y[iu  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 '8dqJ`Gj  
       7 CTE   0.255000E-05 }%VHBkuc  
       7 GTB U    'SILICON         ' |_O1V{Q=  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 }>grGr%oR  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 7
QQnvoP  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR !XK p_v  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 UPbG_ #"wZ  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR 'HOt?lpu!  
     END 77)C`]0(  
jildi
T[s  
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 b7\nCRY  
Sna7r~j  
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： uz%rWN`{  
-q-%)f  
    CHG nF7Ozxm#  
    ALPHA A6061 /ZAEvdO*P  
    END OrzDr  
\wTWhr0  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： ~V(WD;Mk  
T'w=v-(J  
    THERM zg)]:  
    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 P,,@&* :  
    END `>K;S!z  
A H`6)v<f  
0T
q6\:  
w@hm>6j  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。  M*%iMz  
qF>}"m  
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。 :c c#e&BO  
SC'fT!  
[7$.)}Q-  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 4SmhtC  
tM~R?9OaJ  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 mhh8<BI  
|',MgA  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： vX&Nh"0H&  
SeKU?\  
    THERM {G_ZEo#x8,  
    COE 1 STYRENE K o,O!T.  
    TCHANGE 1 5r@x$*>e  
    5 )fv0H&g  
    ATS 100 2 FhW\23OC  
    END Fj|C+;Q.  
7)z^*;x  
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： uTngDk  
s-Bpd#G>/  
    ACON 1 L= hPu#&/  
    PANT Q!MS_ #O  
    VY 4 TH 1000 -1000 Q R;Xj3]v  
    VY 5 TH 1000 -1000 v 6Tz7  
    END :4/RB%)"  
rD fUTfv|Q  
    AANT ,SH))%Cyt  
    ACON 1 a//<S?d$:  
    M 0 1 A DELF R Mrh@9g  
    M 8.103249 1 A P YA 1 Z_Hc":4i  
|I6\_K.=L  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 N =)9O  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 k#&d`?X  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 NO8)XJ3s  
d A[I  
    ACON 2 "I}3*s9Q-  
    M 0 1 A DELF i_Ab0vye  
>
d&B:  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   0
DV .1  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ;i@,TU  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 k9xfv@v}  
    END ZXh6Se4o  
]^$3S  
    SNAP p~6/  
    SYNO 20 MULTI *xI0hFJIM  
s,)Z8H  
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。 QJ\ o"c  
U@Y0z.Y  
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。 $OldHe[p  
>/9f>d?w^  
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。 HM/2/ /  
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