課程二十一：設計無熱化鏡頭 

本課程將介紹如何設計一個必須在寬溫度范圍內(nèi)保持對焦的鏡頭。

首先，我們必須討論 “achrotherm” 的概念，它適用于同時校正色差和溫度變化的鏡頭。這個理論實際上非常簡單，你可以閱讀 Applied Optics Vol.33，NO.34，8009 - 8013（1994年12月1日）。

要設計這種系統(tǒng)，必須選擇符合特殊要求的兩種類型的玻璃。可以使用玻璃庫顯示（MGT）找到它們，在此處單擊“圖形”按鈕，然后選擇“熱屬性 Thermal”。

在這種情況下的圖表顯示橫坐標上的數(shù)量 1/V 和縱坐標上的數(shù)量 β。后者定義為

其中是玻璃的熱膨脹系數(shù)，n 是折射率，dn/ dt 取自玻璃庫。我們的想法是在圖表上選擇兩種玻璃并繪制一條連接它們的線。將此線向右延伸至 1/V 等于零的位置。縱坐標軸讀取的截距值是透鏡絕熱所需的殼體的 CTE。

該特征需要知道殼體材料的熱膨脹系數(shù)。我們打開鏡頭文件并聲明該材料為鋁 6061：

現(xiàn)在我們可以使用玻璃庫并選擇一些可能的玻璃對。在 MGT中，選擇 Ohara 目錄并查看熱性能，如上所述。該程序在右側(cè)繪制綠色符號。單擊最左側(cè)的玻璃，在該玻璃和符號之間畫一條線。

連線的起點從玻璃 S-開始。現(xiàn)在需要另一個接近同一條線的玻璃。S-FPM3 類型非常接近，所以這兩種玻璃很適合配對。有第二組可能很有用，所以我們點擊玻璃 S-LAH79，然后在新線上看到 S-FTL10 型。

我們選擇了四種玻璃類型。現(xiàn)在讓我們設計一個使用這些玻璃的鏡頭，希望可以控制熱性能。

我們創(chuàng)建了一個 DSEARCH MACro，僅指定我們找到的前兩個玻璃。首先查看性能，然后再查看一下熱性能。可以從對話框 MDS 輸入。單擊“確定”時為其指定文件名，然后創(chuàng)建一個 MACro，您可以根據(jù)需要進一步編輯。

我們運行它，并在一分鐘內(nèi)看到它找到的最佳鏡頭，如下所示。我們使用 DSEARCH 為我們創(chuàng)建的 MACro 對鏡頭進行了更多優(yōu)化。像質(zhì)非常好，至少在 20 攝氏度的溫度下是這樣的。

現(xiàn)在我們要檢查熱特性。在 WorkSheet?（WS）中，將外殼指定為鋁 6061，如上所述。然后刪除厚度求解，因此隨著溫度的變化鏡頭不會自動重新聚焦。在 WS 中，鍵入 NTOP 以刪除求解。現(xiàn)在準備另一個 MACro 來啟動此鏡頭的熱分析。

運行此程序，程序?qū)㈢R頭的副本放在 ACON 2中，重新計算50度，在 ACON 3 中設置 100 度。

單擊 ACON 2的按鈕，......沒有任何變化！光扇曲線看起來與ACON 1相同。ACON 3在100度時也幾乎相同？

鏡頭非常令人滿意。

如果達不到我們的要求怎么辦？我們將優(yōu)化三個 ACON 時候，控制像質(zhì)。這應該能解決該問題。

我們也可以嘗試使用其他的玻璃組。本課程展示了如何使用 SYNOPSYS? 中的工具設計無熱化鏡頭并不困難。