在ZEMAX中如何使用Binary 2消热差

在ZEMAX中进行光学设计时，通常默认光学系统是在一个标准大气压和20℃下进行工作的，但是对于某些特殊的光学系统来说，工作温度变化较大，此时因为温度的变化引起光学透镜或机械结构的膨胀或收缩会导致系统成像质量下降，因此在设计的过程中需要考虑到系统工作环境变化对整个系统成像质量的影响，并在设计过程中克服这种影响。

衍射光学元件是一类特殊的光学元件，它能够有效的消除热差和色差等。图1为衍射光栅示意图。在ZEMAX中，不考虑光栅是否为闪耀光栅，因此光线的衍射效率为100%。对于衍射光栅，Snell定律如式（1）：

 (1)

其中，M为衍射级次，λ为波长，d为条纹间距，T为光栅周期。

在ZEMAX中，常用的衍射面有菲涅尔面，二元面等。本文主要介绍使用二元面Binary 2进行消热差分析。在ZEMAX中，Binary 2 的表达公式为偶次非球面公式加上一个相位项，偶次非球面公式为式（2），相位公式为式（3），Binary 2 公式为式（4）：

 (2)

 (3)

 (4)

对于一个已设计好的红外光学系统，如图2，各个视场的光斑均已达到衍射极限。