紅外鏡頭的無熱化
關注創建者：墨光科技 創建時間：2020-03-19
紅外鏡頭的無熱化的實例教程
關閉WS并創建一個新的THERM 文件：
THERM
COE 1 STYRENE
TCHANGE 1 5
ATS 100 2
END
無熱化設計前二維圖
近紅外鏡頭，啞表面插入，準備無熱化設計。
100°C無熱化
運行它，ACON 2確實發生了變化。現在的訣竅是找到外套和內套的長度，以最好地方式補償這種熱變化。對于此任務，我們使用優化程序 MACro（C39M1）：
總結
有一些像質下降，但在合理范圍內，在溫度變化的情況下焦點仍然保持應該在的地方。無熱化并不困難。
一些注釋是有順序的。我們為TH變量輸入了確定的限制，因為程序不會讓正TH變為負數。為了保持放大率不變，我們為主光線的YA添加了一個目標。我們沒有實施選項來說明單元格是否將鏡頭保持在元件的右側或左側，因為對于此示例，默認情況下，擴展應用于正確的位置。
龐大的功能是不是讓您躍躍欲試呢？
展開 </p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202604/imgs/b314cae1fbff4c6b8bfc58b6c4d88b0b"></p><p class="ql-align-center">表2 鏡頭高低溫法蘭焦距測量結果</p><p><strong>結語</strong></p><p>本研究通過Zemax實現安防鏡頭在?40℃~80℃環境下的穩定成像，凸顯了Zemax OpticStudio在光機熱集成分析中的核心應用價值，其核心價值體現在三大維度：</p><p>1）<strong>跨領域數據耦合能力</strong>：STAR模塊打破了有限元分析與光學仿真的技術壁壘，實現結構變形數據向光學性能的準確轉化，解決了傳統設計“結構-光學”脫節的痛點。</p><p>2）<strong>高精度性能預估能力</strong>：通過Zernike多項式擬合與MTF曲線分析，可量化溫度載荷對成像質量的影響，為優化設計提供準確方向，大幅縮短研發周期——本研究通過迭代仿真將鏡頭離焦量控制在設計閾值內，避免了多次物理樣機試制的成本浪費。</p><p>3）<strong>全流程設計賦能能力</strong>：從初始光學系統設計、熱離焦仿真分析，到優化方案驗證，<strong>Zemax</strong>貫穿設計全流程，支持“仿真-優化-驗證”的閉環研發模式，為安防、紅外、車載等多領域光學系統無熱化設計提供標準化技術路徑。</p><p><strong>參考文獻</strong></p><p>[1] SI Zhanshan, SHI Guangfeng, TANG Ya, et al.
展開 系列直播課程《SYNOPSYS? 光學鏡頭設計基礎及進階》已經連播三周；如果您錯過了直播或需要看回放，請私聊獲取前三次課程視頻。
開課時間 ：2020年4月14日(周二)15：00 — 16：00
此課程共8-12講（根據大家學習情況調整進度）；
每次課程45分鐘直播+15分鐘群內答疑。
系列課程大綱
1.SYNOPSYS中鏡頭設計和優化的基本概念
示例：定義和優化雙膠合透鏡
光線瞄準和漸暈(介紹worksheet)
2.公差分析和定義透鏡的邊緣形狀
①降低公差靈敏度
②斯密特望遠鏡和卡塞格林望遠鏡設計
③非球面介紹
④自動增刪鏡片介紹
3.全局搜索方法
①使用自動搜索(DSEARCH) 設計緊湊塑料非球面相機鏡頭系統
②SYNOPSYS中非球面設計的基本概念 (非球面設計)
③使用DSEARCH用于非球面相機鏡頭，玻璃模型優化為真實玻璃
④DSEARCH是什么? DSEARCH的例子 (廣角鏡頭)
⑤SYNOPSYS中用ZSEARCH設計變焦鏡頭，CAM曲線
⑥無熱化設計和紅外鏡頭的無熱化
⑦無熱化鏡頭設計和GSEARCH玻璃材料優化
⑧自由曲面系統設計
主講人
：武漢墨光資深光學工程師
展開 在本課中，我們將研究隨著溫度的變化，中紅外望遠鏡的圖像質量如何變化。 我們從下面的實例鏡頭開始。
這是示例鏡頭X11，我們調整了最后一個空氣間隔來改善焦點。
我們運行它，并在一分鐘內看到它找到的最佳鏡頭，如下所示。我們使用 DSEARCH 為我們創建的 MACro 對鏡頭進行了更多優化。像質非常好，至少在 20 攝氏度的溫度下是這樣的。
現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。現在準備另一個 MACro 來啟動此鏡頭的熱分析。
運行此程序，程序將鏡頭的副本放在 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？我們將優化三個 ACON 時候，控制像質。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。
展開 
紅外鏡頭的無熱化的最新內容
<p><strong>引言</strong></p><p>在安防監控領域，鏡頭需應對?40℃~80℃的極端溫度環境，溫度載荷引發的熱離焦問題直接影響成像穩定性。傳統設計難以準確耦合光學、結構與溫度場的相互作用，導致研發周期長、成本高。長春理工大學與東莞市宇瞳光學科技股份有限公司聯合團隊<sup>[1]</sup>，以<strong>Zemax OpticStudio</strong>為核心工具，通過光機熱集成仿真分析
在本課中，我們將研究隨著溫度的變化，中紅外望遠鏡的圖像質量如何變化。 我們從下面的實例鏡頭開始。
這是示例鏡頭X11，我們調整了最后一個空氣間隔來改善焦點。以下是此示例的RLE文件：
RLE
ID FOUR ELEMENT INFRARED OBJECTIVES 1 O 124
FNAME 'X11.RLE
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，必須選擇符合特殊要求的兩種類型的玻璃
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1.1 常規的一次成像鏡頭
常規的一次成像鏡頭，比如F數為2，視場在3.5°~30°左右，焦距在25mm~200mm
概述
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MGT玻璃庫
執行DSEARCH
執行GSEARCH
SPEC透鏡規格
設置工作目錄
選擇Dbook工作目錄
參考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques
DSEARCH的例子 (廣角鏡頭)
⑤SYNOPSYS中用ZSEARCH設計變焦鏡頭，CAM曲線
⑥無熱化設計和紅外鏡頭的無熱化
⑦無熱化鏡頭設計和GSEARCH玻璃材料優化
⑧自由曲面系統設計
主講人
：武漢墨光資深光學工程師
SYNOPSYS?紅外鏡頭的無熱化
概述
計算空氣間距和材料，使熱效應最小化。
在本章中，我們將研究隨著溫度的變化，中紅外鏡頭的像質會發生什么變化。
導讀
新加坡南洋理工大學的科學家們開發出一種新型攝像頭技術，無需鏡頭和濾色鏡，就可以拍出清晰的彩色圖像。
背景
傳統的成像系統，例如智能手機和數碼相機，是采用由玻璃或者塑膠制成的透鏡捕捉光線，并將光線引導到濾色鏡和攝像頭傳感器上，從而獲取清晰的彩色圖像。然而為了糾正像差，形成無缺陷、清晰、完整的圖像，鏡頭部分往往需要由一系列的透鏡組合而成。
（圖片來源：維基百科）
