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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

?]5wX2G^|J  
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。 x-%nnC6e  
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)。 Z/Mp=273  
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”。 5'oWd e  
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

QKHmOVh]  
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。 M c@p~5!M  
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:
zxwpS  
    CHG q{KRM\ooYs  
    ALPHA A6061 |wK)(s  
    END
gdkO|x  
iW |]-Ba\  
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。
W>1\f0'  
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。
M~ *E!  
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。 qD`')=  
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。
Z.YsxbH3  
    CORE 14 0} P&G^%"  
        DSEARCH 1  QUIET s'/.ea V_  
         SYSTEM +.>O%pNj  
         ID DSEARCH ATHERMAL :%!SzI?  
         OBB 0 25 2.5 @^;\(If2  
         WAVL 0.6563 0.5876 0.4861 9rA3qj%  
1X#`NUJ?2  
         UNITS MM ^!kv gm<{$  
         END 6EPC$*Xp!  
         GOALS Dw.>4bA.  
         ELEMENTS 5 &,KxtlR![  
         FNUM 2 ~r>WnI:vg  
         BACK 0 0 >8>.o[Q&  
         TOTL 10 0.1 3&2,[G04  
         STOP MIDDLE ]~a!O  
         STOP FREE ^P{'l^CVX  
         RT 0.5 jp[QA\  
         FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0  FWT 5.0 3.0 1.0 1.0 1.0 R` X$@iM  
         NPASS 40 c~$ipX   
        GLASS POSITIVE  O S-NPH3 WpmypkJA#  
        GLASS NEGATIVE l(&CO<4q?  
        O S-FPM3 J'B;  
         ANNEAL 200 20 Q ]JhtO{  
         COLORS 3 ^g~-$t<!  
         SNAPSHOT 10 n,AN&BZ  
         QUICK 33 40 Dq-h`lh!D#  
         END Dvx"4EA{7{  
         SPECIAL PANT =8tdu B  
tQwbIX-7/  
         END Ex@#!fz{%  
         SPECIAL AANT yK}#|b'cM  
        END Oe;9[=L[  
         GO
co~TQpy^  
'{7A1yJnY%  
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。 ]%mg(&p4  
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。
c4; `3  
    THERM {/ty{  
    ATS 50 2 px-*uh<  
    ATS 100 3 ,,{Uz)>'W6  
    END
]k,fEn(  
I7[+:?2  
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。
f$H"|Mb e  
单击ACON 2的按钮,......没有任何变化! 光扇曲线看起来与ACON 1相同。ACON 3在100度时也几乎相同? hcN$p2-  
镜头非常令人满意。 y ruN5  
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。 g5T~%t5lo  
我们也可以尝试使用其他的玻璃组。 1) @Wcc.  
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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