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optics1210 2018-09-12 17:35

设计无热化镜头:SYNOPSYS 光学设计软件

hGi"=Oud2  
本课程将介绍如何设计一个必须在宽温度范围内保持对焦的镜头。 jI@0jxF  
首先,我们必须讨论“achrotherm”的有趣概念,它适用于同时校正色差和温度变化的镜头。这个理论实际上非常简单,你可以阅读Applied Optics Vol.33,NO.34,8009 - 8013(1994年12月1日)。 S/-[OA>N  
要设计这种系统,必须选择符合特殊要求的两种类型的玻璃。 可以使用玻璃库显示(MGT)找到它们,在此处单击“图形Graph”按钮,然后选择“热属性Thermal”。 e#Jx|Ej=  
在这种情况下的图表显示横坐标上的数量1/V和纵坐标上的数量β。 后者定义为

}h<\qvCcU  
其中αg是玻璃的热膨胀系数,n是折射率,dn/ dt取自玻璃库。 我们的想法是在图表上选择两中玻璃并绘制一条连接它们的线。 将此线向右延伸至1/V等于零的位置。 可以从纵坐标轴读取的该截距的高度是使透镜绝热所需的壳体的CTE。 4s/4z@3a  
该特征需要知道壳体材料的热膨胀系数。 我们打开任何镜头文件并声明该材料为铝6061:
:)}iWKAse  
    CHG 0-"ps]X  
    ALPHA A6061 vPEL'mw/3#  
    END
TF 6_4t6  
#M*h)/d[A  
现在我们可以使用玻璃库并选择一些可能的玻璃对。 在MGT中,选择Ohara目录并查看热性能,如上所述。 该程序在右侧绘制绿色符号。 单击最左侧的玻璃,在该玻璃和符号之间画一条线。
GutH}Kz"&  
线从玻璃S-NPH3开始。 现在需要另一个接近同一条线的玻璃。 S-FPM3类型非常接近,所以这两中玻璃很适合配对。 有第二组可能很有用,所以我们点击玻璃S-LAH79,然后在新线上看到S-FTL10型
fI} Z`*  
我们选择了四种玻璃类型。 现在让我们设计一个使用这些玻璃的镜头,希望可以控制热性能。 aNb=gjLpt  
我们创建了一个DSEARCH MACro,仅指定我们找到的前两个玻璃。 首先会查看一个好的性能,然后再看一下热性能。 对话框MDS是输入要求的好地方。 单击“确定”时为其指定文件名,然后创建一个MACro,您可以根据需要进一步编辑。
pH.wCD:1n  
    CORE 14 |RwpIe8~  
        DSEARCH 1  QUIET Wq 7 c/ |  
         SYSTEM q /EK ]B  
         ID DSEARCH ATHERMAL i_ws*7B<  
         OBB 0 25 2.5 zR h1  
         WAVL 0.6563 0.5876 0.4861 h4H~;Wl0  
e:{v.C0ez  
         UNITS MM qgrRH'  
         END +<6L>ZAL  
         GOALS p?X.I]=vRv  
         ELEMENTS 5 rz+G]J  
         FNUM 2 )c5 M;/s  
         BACK 0 0 !zLd ,`  
         TOTL 10 0.1 r=4'6!  
         STOP MIDDLE T[>h6d  
         STOP FREE |$Dt6{h  
         RT 0.5 u7G@VZ Ux5  
         FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0  FWT 5.0 3.0 1.0 1.0 1.0 Yo;/7gG>  
         NPASS 40 %KNnss}  
        GLASS POSITIVE  O S-NPH3 T+NEw8C?/  
        GLASS NEGATIVE Zoj.F  
        O S-FPM3 `,H\j?  
         ANNEAL 200 20 Q (: 2:_FL  
         COLORS 3 /,$;xt-J35  
         SNAPSHOT 10 o%X_V!B{V  
         QUICK 33 40 UBuk-tq  
         END GdEkA  
         SPECIAL PANT '#$% f  
G40,KCa  
         END hXM8`iFW5  
         SPECIAL AANT jV8mn{<  
        END !uLAW_~  
         GO
n l Xg8t^G  
9>u2; 'Ls  
我们运行它,并在一分钟内看到它找到的最佳镜头,如下所示。 我们使用DSEARCH为我们创建的MACro对镜头进行了更多优化。 像质非常好,至少在20摄氏度的温度下是这样的。 w{)*'8oCB  
现在我们要检查热特性。 在WorkSheet™(WS)中,将外壳指定为铝6061,如上所述。 然后删除厚度求解,因此随着温度的变化镜头不会自动重新聚焦。 在WS中,键入NTOP以删除求解。 (阴影镜头会自动消除曲率求解。)现在准备另一个MACro来启动此镜头的热分析。
f7{E(,  
    THERM ,0NVb7F;k  
    ATS 50 2 ?XL[[vyr  
    ATS 100 3 Mcc774'*9  
    END
+oBf\!{cW  
2_;.iH 6  
运行此程序,程序将镜头的副本放在ACON 2中,重新计算50度,在ACON 3中设置100度。
(G<"nnjK  
现在关键测试:单击ACON 2的按钮,......没有任何变化! 光扇曲线看起来几乎与ACON 1相同.ACON 3在100度时怎么样? 再次,几乎相同! &>0=v  
镜头非常令人满意。 QZef=  
我们甚至不需要我们找到的第二对玻璃。 如果我们使用其它玻璃对会发生什么? 试试! }M?GqA=  
本课程展示了如何使用SYNOPSYS™中的工具设计无热化镜头并不困难。
详情请咨询:sales@asdoptics.com      027-87582688
9=@j]g|  

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