[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。 OY:
,D  
_(h&7P9  
Wn(6,MDUN  
Zy o[(`y  
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： >N]7IU[-  
\~fONBY  
    RLE Pb?$t  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 @^T1
XX  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' m|{3),#V  
     LOG      124 AS\F{ !O  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 OU8Lldt  
     APS               1 !{^PO<9  
     UNITS MM   yls ^cyX  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 XzIl`eH  
     MARGIN       1.270000 {vuZ{IJa  
     BEVEL       0.254001 ch0{+g&  
       0 AIR  #`o2Z  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 %d?cP}V  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 CbwJd5tk  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 3wC' r  
       1 CTE   0.255000E-05 vJ'2@f$  
       1 GTB U    'SILICON         ' ;~D)~=|ZZ  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 8=gjY\Dp  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 K?BOvDW"`  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR h&--,A >  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 K#pNec  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 EL(nDv  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 1(|'W
yD  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 XDFx.)
t  
       3 CTE   0.550000E-05 3?1`D/  
       3 GTB U    'GE              ' H[S%J3JI  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 Y*H|?uNF
 
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 Kjs.L!W
 
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR %O!v"Xh  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 BK,{N0  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 vvKEv/pN7
 
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 8C67{^`::  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 "x
3lQ  
       5 CTE   0.550000E-05 ><gG8MH0'  
       5 GTB U    'GE              ' c.>oe*+  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 X)7x<?DAy  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 'H \9:7  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR @te
!Jgu{  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 ~ xft  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 . r[Hu40p  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 :9^;Qv*  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 gqu?o&>9  
       7 CTE   0.255000E-05 PfC!lI BU  
       7 GTB U    'SILICON         ' vTlwRG=5  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 !V i@1E  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 Si6al78  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR .HkL2m  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 _nbBIaHN{  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR o]; [R  
     END sB c (gr  
r[lF<2&*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 o1FF"tLkN  
?kB2iU_f+  
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： \E%'Y  
6^%68N1k  
    CHG =jX8.K4]  
    ALPHA A6061 L1Iz<>  
    END DGAX3N;r6{  
]>~)<   
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： %jJ>x3$F  
ni<A3OB  
    THERM 9Hc$G{[a  
    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 y5do1Z  
    END @+ BrgZv`  
1e&QSzL  
:k.NbN$i\  
Db;G@#x  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 |aT| l^2R@  
`<\1[HJ\  
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。 m6',SY9T  
G|( ]bvJ?  
\Dd-
Xn_b  
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。 QrYpZZ;  
34d3g  
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。 N1|$$9G+  
HmiJ~C_v`:  
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： u"d~!j1  
? P( ZA  
    THERM ,)iKH]lY=  
    COE 1 STYRENE L7VG`h;  
    TCHANGE 1 Mi/&f   
    5 )tl.
s)"N  
    ATS 100 2 hA33K #bC  
    END 1$%V{4bJ  
J,AR5@)1  
我们运行这个程序，ACON 2确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套管和内套管的长度，以便按照我们的意愿进行最佳补偿。对于此任务，我们使用优化程序。这是我们的MACro： > 3&: 5  
.R9IL-3fO  
    ACON 1 %Mk0QK
zUo  
    PANT |m80]@>  
    VY 4 TH 1000 -1000 v7DE  
    VY 5 TH 1000 -1000 V( -mD  
    END *7h!w!LN~  
=9"W@n[>W  
    AANT \'CDRr"uw  
    ACON 1 C\di7z:  
    M 0 1 A DELF x}Aw)QCh+r  
    M 8.103249 1 A P YA 1 T`Mf]s)*  
k&.Jk B"  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 '*?WU_L(g  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 N9vP7  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 Sp^9&^  
t$A%*JBKm  
    ACON 2 |jVM
&R2s  
    M 0 1 A DELF }C#;fp"L  
qfK`MhA}  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   &'DU0c&  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 ^1L>l9F  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 T9u<p=p  
    END hYM@?/(q  
Q~j`YmR|  
    SNAP o4zM)\;F  
    SYNO 20 MULTI *H.oP  
3l3'bw2  
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。 HjGyj/78w  
!V,{_(LT  
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。 YBP:q2H  
Ko/ I#)  
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。 ?zsB6B?
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