SYNOPSYS 光学设计软件课程二十一:设计无热化镜头
FPuF1@K 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。 ddeH-Z 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)。 b@N*W] 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”。 wArtg'=X 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 }mQh^ 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。 TSYe~)I 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: fK9wr@1
CHG :e TzjW= ALPHA A6061 vM/D7YS: END x;>~;vmi JclG*/Wjg4 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。 T#G
(&0J5 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。 R`emI7| 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。 C'//(gjQ-G 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。 2sqNTuO6,| CORE 14 ,~xX[uB DSEARCH 1 QUIET h*X
u/aOg SYSTEM ^U@Erc#d ID DSEARCH ATHERMAL hXsH9R
OBB 0 25 2.5 f{u3RCfX~2 WAVL 0.6563 0.5876 0.4861 CXiSin /M8&` UNITS MM x[H9<&)D END _,9/g^< GOALS [H2"z\\u ELEMENTS 5 zJa,kN|m FNUM 2 J |TA12s BACK 0 0 x*z$4)RP
TOTL 10 0.1 <gc\,P<ru STOP MIDDLE M%Dv-D{ STOP FREE FrBJv< RT 0.5 k'$UA$2d FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0 FWT 5.0 3.0 1.0 1.0 1.0 h$y0>eMWs NPASS 40 `$,
\B GLASS POSITIVE O S-NPH3 v %fRq!~ GLASS NEGATIVE Oe*+pReSD O S-FPM3 N=P+b%%:Z ANNEAL 200 20 Q C~aNOe
WR COLORS 3 aI0}E O SNAPSHOT 10 34\:1z+s M QUICK 33 40 ,k5b,}tN END ir*T,O
2J SPECIAL PANT atO/Tp `^7ARr/ END r % ]^( SPECIAL AANT g` QbJ61a END "Gh?hU,WWZ GO BVpRkUC" ,5L[M&5 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。 <MH| <hP 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!-,K8 THERM `d[ja, ATS 50 2 ")87GQ( R ATS 100 3 " %)zTH END f}1R,N_fC (X"WEp^Q{I 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。 dkRG4
)~g 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? ^"!j m 镜头非常令人满意。 a:(.{z?nM 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。 1Gojuey 我们也可以尝试使用其他的玻璃组。 V:w=h>z8 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。
|