SYNOPSYS 光学设计软件课程二十一:设计无热化镜头
.Ev i 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。 ?\:ysTVu 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)。 !8]W"@qb 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”。 z#b31;A@$ 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 :0pxacD"! 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。 9 ="i'nYp 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: emb~l{K $ CHG mPGF Y ALPHA A6061 Y;>0)eP END 8}m]XO 6/9 A' !4C 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。 0V*L",9M 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。 Zk2-U"0\o 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。 <#ujm fD 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。 <2w@5qL CORE 14 Bsw5A7,- DSEARCH 1 QUIET !8ub3oj) SYSTEM M")v ph^ ID DSEARCH ATHERMAL 7,ODh-?ez OBB 0 25 2.5 5B| iBS l WAVL 0.6563 0.5876 0.4861 :h1itn `bO+3Y'5 UNITS MM {U4BPKof END *iS<]y GOALS
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N} FNUM 2 ptGM' BACK 0 0 6gfv7V2H TOTL 10 0.1 he&*N*of: STOP MIDDLE t)XNS!6#]? STOP FREE NvXds;EC RT 0.5 zzy%dc FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0 FWT 5.0 3.0 1.0 1.0 1.0 m6Q lIdl NPASS 40 ,6,#Lc GLASS POSITIVE O S-NPH3 F?e_$\M GLASS NEGATIVE % w 6fB O S-FPM3 )El#Ks5u ANNEAL 200 20 Q LX4S}QXw COLORS 3 R1/)Yy SNAPSHOT 10 LJYFz=p" QUICK 33 40 |"DQ^)3Pi END U$6N-q SPECIAL PANT k61Ot3 Ix !O&_6s END fLAOA9 SPECIAL AANT P-[6xu+] END z+&mMP`- GO $d%m%SZxv >F6'^9| 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。 FSd842O 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。 Dms6"x2 THERM YY{S0jnhF ATS 50 2 |i7|QLUT ATS 100 3 u!?.vx<qy END dGf{d7 D Af1mTbf= 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。 BftW<1,U^ 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? =l&7~ 镜头非常令人满意。 $fV47;U'* 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。 *Ibl+ 我们也可以尝试使用其他的玻璃组。 U)=?3}s( 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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