紅外鏡頭
關注創建者：墨光科技 創建時間：2020-04-28
紅外鏡頭的實例教程
1.5 中長波或中短波雙色鏡頭
隨著紅外探測器技術的發展和應用的需求，雙色紅外鏡頭的使用也越來越多。對雙色紅外鏡頭的要求是，用一個鏡頭對中/長波或中/短波兩個波段同時消像差，兩個波段的像面在同一個面上，或者離開很小一段距離。可以用光學設計軟件的多重結構功能進行設計。
1.6 變焦距紅外鏡頭
近年來紅外變焦距鏡頭的使用越來越廣泛。紅外變焦距鏡頭的原理和設計方法與可見光的變焦距鏡頭相似。當光學系統從短焦距變到長焦距，即從大視場變到小視場時，變倍組往后移，補償組往前移，在改變系統焦距的同時，保持像面位置不變。同時光學系統的F數也保持不變。
鏡頭的設計難度在于要以冷光闌作為孔徑光闌，而且透鏡數目不能太多。一般要采用兩次成像結構，以滿足100%冷光闌效率并且控制透鏡的尺寸。
紅外變焦距鏡頭也需要用光學設計軟件的多重結構功能進行設計。
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展開 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。
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》第39章
打開測試文件
點擊 打開C39L1
運行THERM 程序
讓我們假設這個鏡頭必須在20-100°C的溫度范圍內保持聚焦。運行THERM程序，首先測試是否存在所有必需的系數：
分配空氣間隔系數
實際上，這個鏡頭從未被指定為空氣間隔系數。利用CHG文件，給空氣間隔分配鋁類型6061的系數：
CHG
ALPHA A6061
END
現在您可以激活熱分析。創建并運行一個新的 MACro：
THERM
ATS 100 2
END
設置溫度范圍
這會將鏡頭副本放入配置2中，所有參數都會根據溫度變化從默認的 20100°C改變。下圖顯示了ACON2在該溫度下的樣子。
對焦
鏡頭失焦 - 我們必須糾正這一點。
這是一種簡單的方法來判斷透鏡的軸向位移可能會帶來什么好處。打開工作表（單擊按鈕），然后單擊 PAD 顯示中的表面4.我們懷疑該空氣間隔的更改可能會改變焦點位置。實際上，所需的運動必須非常小，因此將速度滑塊滑到底部，然后將“間距”滑塊向右滑動，如圖所示。
展開 以下是本次培訓的課程大綱：
培訓主題
SYNOPSYS 紅外光學設計
01課程大綱
紅外輻射基礎理論
紅外探測器介紹
紅外材料的選擇
紅外整機的基本原理
紅外光學系統及類型
紅外光學系統的性能評價
SYNOPSYS 紅外鏡頭初始結構自動搜索
SYNOPSYS 玻璃搜索
SYNOPSYS 紅外鏡頭優化技巧
近紅外復消色差鏡頭設計
中紅外和遠紅外鏡頭設計
大相對孔徑紅外物鏡設計
無焦紅外物鏡設計
近紫外-可見光-近紅外全波段鏡頭設計
SYNOPSYS 鬼像分析
紅外冷反射分析
衍射光學介紹和設計
無熱化介紹
機械被動無熱化設計
光學無熱化設計
SYNOPSYS 變焦鏡頭初始結構搜索
紅外變焦日夜共焦鏡頭設計
紅外離軸自由曲面系統設計
SYNOPSYS 紅外膜層設計和分析
紅外擴散片散射模擬
XSYS 專家系統紅外鏡頭設計
SYNOPSYS 公差分析介紹
紅外鏡頭公差分析示例
02課程詳情
本培訓為線上直播培訓；
培訓內容作業練習跟蹤，老師答疑；
培訓結束后支持錄播回放觀看（限期30天）；
培訓方安裝最新正版軟件（僅限培訓期間使用）；
為保證課程質量，課程均采用小班授課模式。
展開 以下是本次培訓的課程大綱：
培訓主題
SYNOPSYS 紅外光學系統設計
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課程大綱
紅外輻射基礎理論
紅外整機的基本原理
紅外光學系統及類型
紅外探測器介紹
紅外光學系統的性能評價
紅外材料的選擇
SYNOPSYS紅外鏡頭初始結構自動搜索
SYNOPSYS玻璃搜索
SYNOPSYS紅外鏡頭優化技巧
紅外復消色差鏡頭設計
鬼像分析
紅外冷反射分析
衍射光學介紹和設計
無熱化介紹
機械被動無熱化設計
光學無熱化設計
SYNOPSYS變焦鏡頭初始結構搜索
紅外變焦日夜共焦鏡頭設計
紅外離軸自由曲面系統設計
SYNOPSYS公差分析介紹
紅外鏡頭公差分析示例
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課程詳情
本培訓為線下培訓；
課堂上提供最新版的 SYNOPSYS 正版軟件，統一發送配套的培訓教材；
學員自帶筆記本電腦，課程結束后合格者頒發培訓證書
展開 </p><h1>四、培訓內容</h1><p>（1）光學鏡頭的設計基本指標分解 ，對應ZEMX軟件中的設置；</p><p>（2）雙遠心工業鏡頭設計過程教學</p><p>（3）無熱化大視場監控鏡頭設計過程教學</p><p>（4）激光打標F-theta掃描鏡頭設計過程教學</p><p>（5）激光擴束天線設計過程教學</p><p>（5）投影鏡頭設計過程教學</p><p>（6）手機鏡頭設計過程教學</p><p>（8）切入變倍中波紅外鏡頭設計過程教學</p><p>（8）大視場非制冷紅外鏡頭設計過程教學</p><p>（9）離軸反射系統設計過程教學</p><h1>五、相關案例</h1><p>案例一：雙遠心工業鏡頭設計</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img data-ic="false" src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/25fa71f1d8f24440a4aaff00eb5d9d01~tplv-obj.image?
展開 
紅外鏡頭的最新內容
軟件依據設定的參數，模擬紅外光線在長波紅外熱成像鏡頭中的傳播路徑，精確計算光線在各個光學表面的反射、折射情況。在追跡過程中，軟件實時采集光線與光學系統相互作用的數據，為后續分析提供全面的數據基礎。
實際約束條件下成像系統的初始結構的生成10個月前
第一個案例引用自文獻[6]的快速近紅外（NIR）鏡頭研究，作者從已知的六片式鏡頭結構出發，應用并比較了多種全局優化策略。該系統的規格與約束條件如下：前置光闌、100 mm焦距、f/1.5（入瞳直徑66.7 mm）、16°全視場、畸變≤5%（未公開，由本文設定）、總長≤181.5 mm、后焦距≥4 mm、NIR波段0.9-1.7 μm。
紅外系統的三位追跡圖
紅外系統的探測器結果圖（平滑兩次）
總結
本案例通過 OAS 光學軟件成功實現了對長波紅外熱成像鏡頭中紅外冷反射現象的模擬與分析，充分展示了該軟件在紅外光學系統設計與優化中的強大功能與應用潛力。
第一個案例引用自文獻[6]的快速近紅外（NIR）鏡頭研究，作者從已知的六片式鏡頭結構出發，應用并比較了多種全局優化策略。該系統的規格與約束條件如下：前置光闌、100 mm焦距、f/1.5（入瞳直徑66.7 mm）、16°全視場、畸變≤5%（未公開，由本文設定）、總長≤181.5 mm、后焦距≥4 mm、NIR波段0.9-1.7 μm。
成像鏡頭在很多實際應用中通常也要求具備變焦的能力，如 CCTV 監控鏡頭，紅外探測鏡頭，攝影鏡頭，雙筒望遠鏡等等，鏡頭具備變焦的能力便可以應用于多種環境條件，放大縮小或局部特寫，這是一個定焦鏡頭所無法完成的。
所謂變焦，即鏡頭的焦距在一定范圍可調節，通過改變焦距從而改變系統視場大小，達到不同距離不同范圍景物的成像。
定義冷反射引起的溫差
附件中的宏“Narcissus.zpl” 可以計算使用制冷型探測的紅外鏡頭的冷反射引入等效溫差(NITD)。其計算過程使用了以下公式1,2:
σij = 從表面j落在冷卻型探測器表面的反射輻射的立體角與探測器像元i的冷屏蔽立體角的比值。
t0(λ) = 從第一透鏡表面到探測器的平均透射率。
ti(λ) = 從探測器到我們關心的表面i的平均透射率。
鏡頭的建模和優化
? 五片式透鏡的設計和優化
第二天
? SYNOPSYS初始結構搜索指令詳解
? 從零開始設計五片式透鏡
? 光學成像質量分析
? MTF與空間頻率
? 對比度和分辨率
? SYNOPSYS中MTF的優化
? FFB反射式自由曲面系統設計
? HUD汽車抬頭顯示系統設計
? 紅外輻射基礎理論
? 紅外材料的選擇
? SYNOPSYS紅外鏡頭初始結構自動搜索
培訓內容</h1><p>（1）光學鏡頭的設計基本指標分解 ，對應ZEMX軟件中的設置；</p><p>（2）雙遠心工業鏡頭設計過程教學</p><p>（3）無熱化大視場監控鏡頭設計過程教學</p><p>（4）激光打標F-theta掃描鏡頭設計過程教學</p><p>（5）激光擴束天線設計過程教學</p><p>（5）投影鏡頭設計過程教學</p><p>（6）手機鏡頭設計過程教學</p><p>（8）切入變倍中波紅外鏡頭設計過程教學
現針對不同主題進行單元授課，將課程分為 基礎、初級、中級、高級 四場培訓，后續還有安排紅外鏡頭、投影物鏡、手機鏡頭、生醫光學內窺鏡等8個相關主題培訓，小伙伴可以根據自己的需求選擇上課。更加貼心實現您的需求。
SYNOPSYS 初始結構搜索指令詳解；
從零開始設計五片式透鏡；
光學成像質量分析；
MTF與空間頻率；
對比度和分辨率；
SYNOPSYS 中 MTF 的優化；
FFB 反射式自由曲面系統設計；
HUD 汽車抬頭顯示系統設計；
紅外輻射基礎理論；
紅外材料的選擇；
SYNOPSYS 紅外鏡頭初始結構自動搜索
