[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。 ZK3?"|vhC  
kw|bEL9!u  
&l{yEWA}g  
Xp
._B4g  
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： kzgHp,;R{  
H>-,1/IY  
    RLE *sB=Ys?  
    ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O    124 tkV:kh< L~  
     FNAME 'X11.RLE                                           ' JL2IVENWc  
     LOG      124 $9Y2\'w<h6  
     WAVL 4.000000 3.250000 2.500000 m7^a4  
     APS               1 E^#|1Kpq  
     UNITS MM   44RZk|U1J{  
     OBB  0.0000000   3.0000000   30.0000000   0.00000000000       0.0000000   0.0000000  30.0000000 U-X  
     MARGIN       1.270000 !W]># Pm  
     BEVEL       0.254001 E9%xSMS8@  
       0 AIR  QH9(l  
       1 RAD    163.0500000000000   TH      4.50000000 fx
%'7/+  
       1 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 !bT0kP$3}  
       1 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 FbWkT4t|  
       1 CTE   0.255000E-05 H*EQ%BLW^,  
       1 GTB U    'SILICON         ' t<}'/ )  
       1 EFILE EX1    31.417334    31.417334    31.671335     0.000000 9BNAj-Xa  
       1 EFILE EX2    31.014427    31.417334     0.000000 RAXqRP,iw  
       2 RAD    255.4500000000000   TH      5.55000000 AIR -!(3fO:  
       2 EFILE EX1    31.014427    31.417334    31.671335 B;hc|v{(  
       3 RAD   -721.5000000000000   TH      3.60000000 o(C({]UO/  
       3 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 m{(D*Vuqd  
       3 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 xgsD<3  
       3 CTE   0.550000E-05 J0mY=vX  
       3 GTB U    'GE              ' 2,q^O3F  
       3 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644     0.000000 )0fQ(3oOg  
       3 EFILE EX2    30.633643    30.633643     0.000000 _Vj O [hx  
       4 RAD  -1590.0000000000000   TH     65.70000000 AIR @Mt6O_V  
       4 EFILE EX1    30.633643    30.633643    30.887644 ;oWhTj`  
       5 RAD    145.5000000000000   TH      3.15000000 -md2Z0^ Kc  
       5 N1 4.02415626 N2 4.03741119 N3 4.06419029 dUOjPq97  
       5 DNDT  4.100E-04  4.100E-04  4.100E-04 2.05000E+00 1.10000E+01 2.20000E+01 eey <:n/Z  
       5 CTE   0.550000E-05 QVn!60[lj  
       5 GTB U    'GE              ' /M v\~vg$1  
       5 EFILE EX1    27.236976    27.236976    27.490977     0.000000 T*-*U/  
       5 EFILE EX2    26.712556    27.236976     0.000000 4xe:+sA.N  
       6 RAD    120.4500000000000   TH     13.20000000 AIR !ssE >bDa  
       6 EFILE EX1    26.712556    27.236976    27.490977 /=,^fCCN  
       7 RAD    255.0000000000000   TH      4.50000000
!*?&V3!  
       7 N1 3.42403414 N2 3.42836910 N3 3.43782376 Qaq{UW
 
       7 DNDT  1.336E-04  1.336E-04  1.336E-04 1.40000E+00 7.50000E+00 1.60000E+01 V*U"OJ%  
       7 CTE   0.255000E-05 i*W8_C:S  
       7 GTB U    'SILICON         ' ^ylJ_lN&=1  
       7 EFILE EX1    27.355510    27.355510    27.609511     0.000000 =h5&\4r
=  
       7 EFILE EX2    27.165926    27.355510     0.000000 XrFyN(p  
       8 RAD   2025.0000000000000   TH    107.13635000 AIR V:QfI  
       8 EFILE EX1    27.165926    27.355510    27.609511 [)Xu60?Q  
       9 RAD   -405.0000000000000   TH      0.00000000 AIR 8[(c'rl|)|  
     END RvYew!n  
2s?j5 Sd  
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]N^6ome  
=qCVy:RL4  
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： Dn<2.!ZKQ  
P]]9Sqo7  
    CHG NAx( Qi3  
    ALPHA A6061 2Z7smDJ  
    END (}gF{@sn  
o=q N+-N  
现在我们可以进行热分析。创建并运行如下新的MACro： )1~4Tl,S  
zRsT6u  
    THERM hKt AvTg  
    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 HR.S.(t[_  
    END \
eI )(,A  
T/)$}#w0i  
P,_GTs3/G  
7.8ukAu
d  
镜头发生离焦了。 我们必须纠正这一点。 8kH'ai  
s:jr/ j!  
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。 wf6ZzG:  
:*1|ERGoay  
PrDvRW
M  
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。 @DU]XKv  
3ZC to[Y  
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。 }1N)3~  
:9_K@f?n  
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： %DgU  
J@(*(oQb  
    THERM Gv?3}8Wp  
    COE 1 STYRENE fHlmy[V+M  
    TCHANGE 1 3M+hjc.  
    5 3/}=x<ui  
    ATS 100 2 XHlP
jw  
    END 9i,QCA  
sJt&`kZ  
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： 9)aXLM4Y  
6.KR(V  
    ACON 1 ? Yy[8_(tN  
    PANT p?0 a"5Q  
    VY 4 TH 1000 -1000 N@?Fpmu/k  
    VY 5 TH 1000 -1000 7KuTC%7  
    END g9GE0DbT`  
CuT[V?^iD  
    AANT w/h?, L|  
    ACON 1 c6E@+xU  
    M 0 1 A DELF g2:^Z==  
    M 8.103249 1 A P YA 1 -[0)n{AVvU  
ldI;DoE#U1  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0 4K[U*-\"  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 p`33`25  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 rgu
C#Xt!4  
y5|`B(  
    ACON 2 W O|2x0K  
    M 0 1 A DELF j9x}D;?n  
0qw,R4YK  
    GSO 0.5 5.332000 3 M 0   1 /7H` O?  
    GNO 0.5 1 3 M 0.5 E"pq ZP =  
    GNO 0.5 1 3 M 1.0 VAsaJ`vcb  
    END 224I%x.,  
2+sNt6B2  
    SNAP .QRQvtd.  
    SYNO 20 MULTI ZfL\3Mn  
J3S@1"   
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。 |DwI%%0(F  
!OPa `kSh
 
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。 VISNmz2P  
o-GlBXI;  
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。 hgfCM  
5~aSkg,MD  
M=`F $  
(NScG[$}  
GT|=Apnwr%  
MftX~+  
ZK{VQ~