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optics1210 2019-01-24 14:29

SYNOPSYS 光学设计软件课程二十一:设计无热化镜头

4[q'1N6-  
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。 a04I.5!  
首先,我们必须讨论“achrotherm”的概念,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)。 (t^&L  
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”。 `EFPY$9`D  
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

,ypD0Q   
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种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。纵坐标轴读取的截距值是透镜绝热所需的壳体的CTE。 $x%3^{G  
该特征需要知道壳体材料的热膨胀系数。 我们打开镜头文件并声明该材料为铝6061:
X?3?R\/  
    CHG [xaglZ9HNo  
    ALPHA A6061 kqyV UfX$3  
    END
gOk<pRcTb=  
:#yjg1aej  
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。
.JkcCEe{G  
连线的起点从玻璃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,所以这两种玻璃很适合配对。 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。
RA5*QW  
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。 I $5*Puy#  
我们创建了一个DSEARCH MACro,仅指定我们找到的前两个玻璃。 首先查看性能,然后再查看一下热性能。 可以从对话框MDS输入。 单击“确定”时为其指定文件名,然后创建一个MACro,您可以根据需要进一步编辑。
\1^qfw  
    CORE 14 r$=YhI/=  
        DSEARCH 1  QUIET Y(:.f-Du  
         SYSTEM SL( WE=H  
         ID DSEARCH ATHERMAL sg=mkkD!g  
         OBB 0 25 2.5 n aQ0TN,  
         WAVL 0.6563 0.5876 0.4861 WKHEU)'!  
lDBn3U&z>  
         UNITS MM k{{iF  
         END NrC (.*?m  
         GOALS p-KMELB  
         ELEMENTS 5 Gp<7i5  
         FNUM 2 > `uk2QdC  
         BACK 0 0 |?a 4Nl?  
         TOTL 10 0.1 KINKq`Sx  
         STOP MIDDLE =K#12TRf  
         STOP FREE 8ec6J*b  
         RT 0.5 #fF~6wopV  
         FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0  FWT 5.0 3.0 1.0 1.0 1.0 nWrkn m  
         NPASS 40 k!%[W,*  
        GLASS POSITIVE  O S-NPH3 .H.#W1`  
        GLASS NEGATIVE "q-,140_  
        O S-FPM3 %Pz'D6 /  
         ANNEAL 200 20 Q &7gL&AY8  
         COLORS 3 !W^b:qjJ  
         SNAPSHOT 10 5>o<! 0g  
         QUICK 33 40 !3E %u$-}  
         END {;iG}jK  
         SPECIAL PANT >9h@Dj[|!  
U ?%1:-#F  
         END [CCj5N1/  
         SPECIAL AANT !jV}sp<Xp  
        END d=q&UCC  
         GO
'h?;i2[  
;bC163[  
我们运行它,并在一分钟内看到它找到的最佳镜头,如下所示。 我们使用DSEARCH为我们创建的MACro对镜头进行了更多优化。 像质非常好,至少在20摄氏度的温度下是这样的。 s'4S,  
现在我们要检查热特性。 在WorkSheet™(WS)中,将外壳指定为铝6061,如上所述。 然后删除厚度求解,因此随着温度的变化镜头不会自动重新聚焦。 在WS中,键入NTOP以删除求解。现在准备另一个MACro来启动此镜头的热分析。
;M<jQntqS{  
    THERM dHE\+{K%-  
    ATS 50 2 @M:Uf7  
    ATS 100 3 ` 0YI?$G1  
    END
"zT#*>U  
kQr\ktN\  
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。
~y#jq,i/  
单击ACON 2的按钮,......没有任何变化! 光扇曲线看起来与ACON 1相同。ACON 3在100度时也几乎相同? B{:JD^V!  
镜头非常令人满意。 ~@3X&E0S  
如果达不到我们的要求怎么办?我们将优化三个ACON时候,控制像质。 这应该能解决该问题。 QasUgZ  
我们也可以尝试使用其他的玻璃组。 aNqhxvwf  
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。

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