设计无热化镜头：SYNOPSYS 光学设计软件

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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。 h'%iY6!fA
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）。 7XrXx:*a5
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”。 kbu.KU+
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

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。
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：

NpqK+GO
    CHG I8M^]+c
    ALPHA A6061 *7cc4 wGQ
    END

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。

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

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。
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。

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    CORE 14 *{TB<^ *
        DSEARCH 1  QUIET AXN%b2
         SYSTEM ,Kl6vw8Htg
         ID DSEARCH ATHERMAL KF!?;q0J
         OBB 0 25 2.5 a>6@1liT
         WAVL 0.6563 0.5876 0.4861 KcPI,.4{
4Kl{^2
         UNITS MM 4 s&9A/&pC
         END ,]FcWx \u
         GOALS ?OD43y1rzd
         ELEMENTS 5 {@E(p4W
         FNUM 2 #"&<^
         BACK 0 0 _98 %?0
         TOTL 10 0.1 MVDEVq0
         STOP MIDDLE 5-[bdI
         STOP FREE .0=VQU
         RT 0.5 U]Pl` =SL
         FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0  FWT 5.0 3.0 1.0 1.0 1.0 o!$O+%4
         NPASS 40 7gxC xfL$
        GLASS POSITIVE  O S-NPH3 9lU"m_ QT4
        GLASS NEGATIVE $-4 Zi
        O S-FPM3 <36z,[,kZ@
         ANNEAL 200 20 Q iup "P
         COLORS 3 HuB\92u
         SNAPSHOT 10 mto=_|gn
         QUICK 33 40 ?mq<#/qb
         END JnodDH ?
         SPECIAL PANT zqJ0pDS
~[[(_C3
         END SN<Dxa8Iy
         SPECIAL AANT hAi`2GP.
        END k\/idd[
         GO

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。
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。

Fi3k
    THERM D #Ku5~j
    ATS 50 2 7%` \E9t
    ATS 100 3 x )w6
    END

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。

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！
镜头非常令人满意。
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！
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

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