[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。 Sfc,F8$&N  
65U\;Ew  
2'OY,Ooe  
50A\Y)i_mZ  
这是示例镜头X11，我们调整了最后一个空气间隔来改善焦点。以下是此示例的RLE文件： }M"])B I  
l O*  
    RLE %qE"A6j  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 W?!rqo2SP  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' 9C Ki$L  
     LOG      124 wL]#]DiE  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 ~Al3Dv9x  
     APS               1 5A5t
 
     UNITS MM   8yDsl  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 cBOK@\x:Wi  
     MARGIN       1.270000 ?UIW&*h}  
     BEVEL       0.254001 jLO$[c`;  
       0 AIR L:?Ew9Lf  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 Z-_Xt^N  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 =;Co0Q`  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 UA]T7r@  
       1 CTE   0.255000E-05 Pf?&ys6  
       1 GTB U    'SILICON         ' m J$[X  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 9AQ,@xP|  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 }.WO=IZ  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR (~5]1S}F  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 0
Y0`$   
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 nUX3a'R  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 MF*4E9Ue.  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 d( ru5*p  
       3 CTE   0.550000E-05 9H:J&'Xi7  
       3 GTB U    'GE              ' "H@I~X=  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 #uC}IX2n  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 *uccY_  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR 2>9..c  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 >o&%via}  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 GiK,+M"d  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 8I#^qr5  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 y@2"[fo3~  
       5 CTE   0.550000E-05 U,fPG/9  
       5 GTB U    'GE              ' +7 j/.R  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 {-]K!tWda  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 saQo]6#  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR aM#xy6:XG  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977
R3
piI&u  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000 :ec>
[N~KG  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 0jxXUWO  
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 b KDD29  
       7 CTE   0.255000E-05 n+<  
       7 GTB U    'SILICON         ' kJNg>SN*@#  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 3i4m!g5Z?  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 RF -c`C  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR =JPY{'VO  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 ]]}iSw'  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR gQu!(7WLI  
     END R*k;4*1u  
[(TmAEON  
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 k!$$ *a*  
l>BM}hS  
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： |DVFi2  
Ic&YiATj  
    CHG U
%#Vz-r  
    ALPHA A6061 j b'M  
    END };Df ><  
Pd `
~#!  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： ,qV7$u  
fT?m~W^  
    THERM >lek@euqw  
    ATS 100 2   ！将100℃时镜头副本放到ACON2中，所有参数随温度变化而改变 _ogN  
    END oz|+{b}%  
9q&~!>lt  
Gb"kl.j  
S?D]P'<  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 .>_%12>  
"^ dMCS@  
有一种简单的方法来判断光线的轴向位移可能会带来什么变化。首先，单击按钮在ACON 2中创建一个检查点。 现在打开WorkSheet（单击按钮），然后单击PAD选择表面4。 我们猜测该空气间隔的变化可能会改变焦点位置。 实际上，所需的变化量应该非常小，因此将速度滑块滑到底部附近，然后将“间距”滑块向右滑动，如图所示。 #\_FSr fX  
qAlX#]  
d}Y#l}!E6  
图像几乎汇聚在焦点上，并且改变非常小，从65.828变化到65.625。 现在我们必须找出一种方法，使镜片3以同样的方向随温度移动。一个可行的方案是设计具有外套管的部分，外套管从表面4向右延伸，经过下一个镜片，然后使用内套管返回并保持这些元件。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则镜片3的净运动将小于全铝套管的净运动。 A%&lW9z7  
'r-B%D=  
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打开，创建一个检查点并单击添加表面按钮。现在点击图中的透镜表面4和5之间的轴。插入虚拟表面。 N693eN!  
[L|vBr  
现在我们必须告诉程序，从表面5到表面6的膨胀系数与默认的铝的热膨胀系数不同。关闭WS并创建一个新的THERM文件： j9/iBK\Y  
XGYsTquSe  
    THERM "dYT>w  
    COE 1 STYRENE I-kK^_0mV<  
    TCHANGE 1 >*+n`"6  
    5 c0X1})q$  
    ATS 100 2 Zba<|C  
    END W+s3rS2  
L$,Kdpj  
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： 889^P`Q5  
x%W~@_  
    ACON 1 m>!o Yy_  
    PANT GFnwj<V+{  
    VY 4 TH 1000 -1000 PBL=P+  
    VY 5 TH 1000 -1000 ~~p)_  
    END /P/0\3TCi  
G#E8xA"{/  
    AANT !SLfAFcS  
    ACON 1 cb. -AlqQ  
    M 0 1 A DELF =4!m]*y  
    M 8.103249 1 A P YA 1 ^0(D2:E  
sYk#XNH  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 e%9zY{ABR%  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 /7.//klN  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 n%QWs1 b  
aHitPPlq  
    ACON 2 nVP|
{M  
    M 0 1 A DELF 9sv#TT5V  
.i#'IS0c  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   UZ:z|a3  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 4O{,oN~7  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 d@Wze[M?0  
    END Y%zWaH
 
}`76yH
^c  
    SNAP lgbq^d  
    SYNO 20 MULTI 8@FgvWC  
2';{o=TXV  
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。 '@^mesMG  
rfh`;G5s  
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。 =66'33l2  
4#B56f8  
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。 D|vck1C5,  
e%=SgXl2t  
, $cpm=1  
D'UIxc8  
_]0<G8|Rv  
F$YT4414  
Ju"c!vu~