[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。 9jjL9f_3  
+}]wLM}\UF  
g[<uwknf  
faJ8zX  
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： ZArf;&8  
<on)"{W13  
    RLE Q }8C  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 3DHvaq q7  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' $YR{f[+L w  
     LOG      124 x k#*=  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 Cj=J;^vf  
     APS               1 C$0ITw  
     UNITS MM   0Cv4/Ar(  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 /^WE@r[:  
     MARGIN       1.270000 *Ag,kW"
 
     BEVEL       0.254001 9&[\*{  
       0 AIR @@xF#3   
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 $q=
hcu  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 |W/Hi^YE2  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 *xho  
       1 CTE   0.255000E-05 M{y|7e%K  
       1 GTB U    'SILICON         ' "URVX1#(r  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 -hm9sNox  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 [/n'@cjNZ  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR ]n/jJ_[  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 ; vhnA$'a  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 0honHP  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029
T)*l' g'  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 |Yg}WHm  
       3 CTE   0.550000E-05 (jt*u (C&Y  
       3 GTB U    'GE              ' %0go%_  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 X]>[Qz)K^  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 ZW`HDrP`  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 96k(XLR  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 gS0,')w  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 +2f> M4q  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 +# A|Zp<  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 _qdWQFuM  
       5 CTE   0.550000E-05 HM;4=%  
       5 GTB U    'GE              ' FkLQBpp(x  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 :  ,|=Q}  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 _LLW{^V  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR ggzAU6J  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 P[r}(@0rJ  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 %Gnd"SGs  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Ni/|C19Z  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 30:HRF(:  
       7 CTE   0.255000E-05 t4*aVHT  
       7 GTB U    'SILICON         ' ..sJtA8  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 6B4hSqjh  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 B/[hi%~  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR @faF`8LwA  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 )I^)*(}  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR &*h`b{]  
     END pvK \fSr  
$v2S;UB v*  
镜头须在20到100℃的温度范围内保持聚焦。我们运行THERM程序，首先测试是否所有需要的系数都存在。在命令窗口输入THERM TEST Sf#\6X<B  
0fEZD$  
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： X:iG[iU*  
9}IVNZc  
    CHG &C!g(fS  
    ALPHA A6061 KI^q 5D ?  
    END ZC>`
ca  
?^F*"+qI  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro：
3g4vpKg6c  
AqTR.}H  
    THERM Jc9@VxWY  
    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 j=zU7wz)D  
    END 6tCV{pgm  
j@!BOL~?  
E0WrpGZ  
T=iZ9w  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 |~1rKzZwF  
g%KGF)+H  
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。
"oKj~:$  
bF8xQ<i~Y  
4@ydK  
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。 o)$Q]N##  
MC[`<W)u  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 y"%iD`{  
!rN#PF>  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： w7.?zb!N  
C
>\h?<s  
    THERM hA&j?{  
    COE 1 STYRENE ".Q!8j"@f  
    TCHANGE 1 -O5(%  
    5 5r2ctde)Y  
    ATS 100 2 %$!R]B)  
    END t8a@L(J$  
,AFC1t[0  
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： xhp-4  
7o 83|s.Bm  
    ACON 1 )e <! =S  
    PANT HnYFE@Nl:U  
    VY 4 TH 1000 -1000 &d &oP  
    VY 5 TH 1000 -1000 ]CtoK%k  
    END 6#lC(ko'  
i32_ZBZ?y  
    AANT J7 zVi  
    ACON 1 8 MACbLY  
    M 0 1 A DELF %RK\Hz2q3  
    M 8.103249 1 A P YA 1 WEY97_@  
v1tN DyM6  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 X?k V1  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 j@_) F^12  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 E]U3O>hf  
H--*[3".  
    ACON 2 ;Kd{h  
    M 0 1 A DELF 8BoT%kVeJv  
eL$U M  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   GJl@ag5h]!  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 :\w[xqH  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 E[htB><  
    END TF iM[  
Ns(L1'9=  
    SNAP tX`[6`  
    SYNO 20 MULTI bQ\-6dOtv  
5}l#zj  
图像质量有下降，但仍在合理范围内，即使温度发生变化，焦点仍然能够保持聚焦。现在注意表面5的位置。这告诉你两个套管必须延伸的地方及它们应该连接的位置。不受温度影响并不困难。 E+m"yQp{  
=QKgsgLh  
我们已经为TH变量输入了确定的限制，因为程序不会让正TH变为负数。为了保持放大率不变，我们为主光线的YA添加了一个目标。您可以参考用户手册，以获得有关此功能的完整。 re 1k]  
QGCdeE$K  
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。 j7HlvoZV  
UEYM;$_@4o  
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