SYNOPSYS 光学设计软件课程二十一:设计无热化镜头
lyyRyFfQ 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。 m2PI^?|e 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)。 V3>JZH` 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”。 [-JU(:Rh 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 f5&K=4khn 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。 B["C~aF 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: ]9NA3U7F CHG rIWQD%Afm ALPHA A6061 =$Sd2UD END R"qxT.P( CR'1, 现在我们可以使用玻璃库并选择一些可能的玻璃对。 在MGT中,选择Ohara目录并查看热性能,如上所述。 该程序在右侧绘制绿色符号。 单击最左侧的玻璃,在该玻璃和符号之间画一条线。 IpI|G!Y, 连线的起点从玻璃S-NPH3开始。 现在需要另一个接近同一条线的玻璃。 S-FPM3类型非常接近,所以这两种玻璃很适合配对。 有第二组可能很有用,所以我们点击玻璃S-LAH79,然后在新线上看到S-FTL10型。 18gApRa 我们选择了四种玻璃类型。 现在让我们设计一个使用这些玻璃的镜头,希望可以控制热性能。 pK@8= + 我们创建了一个DSEARCH MACro,仅指定我们找到的前两个玻璃。 首先查看性能,然后再查看一下热性能。 可以从对话框MDS输入。 单击“确定”时为其指定文件名,然后创建一个MACro,您可以根据需要进一步编辑。 a}/ A]mu CORE 14 Xg1QF^ DSEARCH 1 QUIET xr1,D5 SYSTEM 7y'2 ID DSEARCH ATHERMAL p;9"0rj,z OBB 0 25 2.5 F>[T)t{m= WAVL 0.6563 0.5876 0.4861 Hn!13+fS 4,qhWe`/ UNITS MM FWDAG$K@0 END #>dj!33 GOALS vAjvW&'g ELEMENTS 5 Y4I;-&d's FNUM 2 f#b;s<G BACK 0 0 MPD<MaW$ TOTL 10 0.1 )V?:qCuY> STOP MIDDLE MI\35~JAN STOP FREE qv.s-@l8 RT 0.5 cCbZ* FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0 FWT 5.0 3.0 1.0 1.0 1.0 %oHK=],|1 NPASS 40 |WDMyKf6J GLASS POSITIVE O S-NPH3 cMp#_\B GLASS NEGATIVE X6SWcJtSw O S-FPM3 GEUC<bL+ ANNEAL 200 20 Q g!DJW COLORS 3 B0|!s SNAPSHOT 10 b]k9c1x QUICK 33 40 &*8_ w- END rki0! P` SPECIAL PANT w0`8el; fm1yZX?` END 6g&Ev' SPECIAL AANT S>V+IKW;( END cZlDdr% GO ,v$Q:n| VHqHG`}: 我们运行它,并在一分钟内看到它找到的最佳镜头,如下所示。 我们使用DSEARCH为我们创建的MACro对镜头进行了更多优化。 像质非常好,至少在20摄氏度的温度下是这样的。 Gqs)E"h 现在我们要检查热特性。 在WorkSheet™(WS)中,将外壳指定为铝6061,如上所述。 然后删除厚度求解,因此随着温度的变化镜头不会自动重新聚焦。 在WS中,键入NTOP以删除求解。现在准备另一个MACro来启动此镜头的热分析。 qvG@kuz8g5 THERM bfXyuv ATS 50 2 M2lvD& ATS 100 3 G[$g-NU+ END u.dYDi h1 pEC 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。 t4v@d 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? }WDzzjDR+ 镜头非常令人满意。
liU8OXBl 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。 ble[@VW| 我们也可以尝试使用其他的玻璃组。 #.j}: 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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