紅外鏡頭設計的案例
線上培訓 |《 SYNOPSYS 紅外光學設計》招生中
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 320科技工作室ZEMAX培訓通知
<h1>一 軟件介紹</h1><p>ZEMAX是一套綜合性的光學設計軟件。它提供先進的、且符合工業標準的分析、優化、公差分析功能，能夠快速準確的完成光學成像及照明設計。</p><h1>二 培訓方式</h1><p>本次培訓全程線上授課, 采用一對一或者一對多方式進行, 以視頻方式授課，工程案例講解，答疑，技術交流，</p><p>學員需要自行準備電腦。</p><h1>三 培訓對象</h1><p>需要使用zemax軟件進行科學研究的老師 學生以及其他研究人員.</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 紅外鏡頭的主要類型及其設計方法
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?光學設計軟件---近紅外鏡頭案例
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》第14章
二維圖
FETCH 1.RLE
點擊 ，選中OPD Fan Plots，Scale=0.5
玻璃庫
在Command Window中輸入MGT
選中Guangming，點擊OK
點擊Graph
選中Plot P(N3,N2) vs. V(N2)
點擊OK
找出四種玻璃
數據現在不在屏幕上，因此在 顯示屏上單擊并使用鼠標滾輪縮小，直到看到一組紅點。點擊 使紅點放大居中
點擊Full Name按鈕
紅圈出的四中玻璃名稱為 D-FK61， G-ZF52， H-ZH88 和 H-F51
執行DSEARCH
點擊 打開C14M1.MAC
點擊運行宏
指示DSEARCH僅使用上一 頁ppt紅圈中的兩個玻璃
DSEARCH生成十種最佳配 置的圖片
DSEARCH意思是Design Search
DSEARCH最佳結果
得到一個非常好的五片透鏡，但它只有我們指定 的兩種玻璃類型
執行GSEARCH
點擊打開DSEARCH_OPT.MAC
點擊另存為NIR_OPT.MAC
點擊打開C14M2.MAC
點擊Run按鈕
GSEARCH意思是 Search for best glasses，在四種玻璃中進行更復雜的搜索
展開 
線下培訓 | 《 SYNOPSYS 紅外光學系統設計》招生中
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 每天一例 | SYNOPSYS?紅外鏡頭的無熱化
有時可行的一個 技巧是設計具有外套管的單元，外套管從表面4向右延伸，經過下一片透鏡，然后使用內套管返回。如果外套管由鋁制成，內部由塑料制成，則透鏡3的凈運動將小于鋁材料的凈運動。
再次返回ACON 1，WorkSheet仍然打開，創建一個檢查點，然后單擊“添加曲面”按鈕。現在點擊表面4和5之間的透鏡圖中的軸。插入虛擬表面，如圖 所示。現在你必須告訴程序，從5到6的膨脹系數不同于我們在上面指定給所有空氣間隔的鋁材料。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 武漢宇熠2023年度培訓計劃新鮮出爐
以下為武漢宇熠2023年具體培訓計劃，請各位知曉：
< 具體培訓安排 >
注意：1.所有課程均提供最新的配套正版軟件及教材供學習使用；2.請自帶筆記本電腦；
< 培訓時間 >
報名開放時間：具體時間見【UEOTEK】公眾號發布培訓詳情咨詢：
電話：027-87878386郵箱：market@ueotek.com報名方式：
請掃描下方二維碼進行報名咨詢
< 定制培訓 >
除去以上的培訓計劃，武漢宇熠還可以根據您的需求開展定制培訓，培訓內容可涵蓋但不僅限于以下內容：
· 光學設計軟件
· 成像設計培訓
· 手機鏡頭設計
· 紅外鏡頭設計
· HUD 設計
· 光柵設計
· AR / VR
· 照明設計
· 雜散光設計
· 激光、光纖耦合設計
· SolidWorks 軟件培訓
· 光機結合培訓
額外優惠驚喜 ：年終活動進行中！（點擊查看詳情）
武漢宇熠科技是 ANSYS 全線產品中國區官方指定代理商，提供 Ansys Zemax、Ansys Lumerical、Ansys Speos 等軟件的培訓、銷售、技術支持、二次開發、解決方案及這些軟件相關全方位定制服務。（點擊查看：全新服務！從光學設計到打樣生產的整套解決方案）
有關以上軟件，您可以點擊文末“閱讀原文”了解更多信息，或致電垂詢武漢宇熠工作人員：
銷售熱線：027-87878386
咨詢郵箱：sales@ueotek.com
展開 Ansys Zemax | 手機鏡頭設計 - 第 2 部分：使用 OpticsBuilde
Ansys Zemax | 手機鏡頭設計 - 第 2 部分：使用 OpticsBuilder 實現光機械封裝
這些步驟在本系列文章的第三部分進行詳細闡述：
· 設計手機相機鏡頭第3部分：使用 STAR 模塊和 ZOS-API 進行 STOP 分析
3-4微米范圍內的中紅外透鏡設計 | SYNOPSYS光學設計軟件課程第92課
本文將給大家演示如何用SYNOPSYS光學設計軟件來設計一個用于波長3-4微米范圍內的中紅外透鏡。
第一步，我們將使用設計搜索程序。接下來需要做出判斷：如果只是運行DSEARCH并讓它找到模型玻璃，它就不會得到任何在NIR上產生重大影響的玻璃（該模型代表了所有玻璃的平均值）。這會對后續設計產生不利影響，因此需要采取進一步的引導措施。
打開1.rle案列，點擊系統設置將波長改為4um，3.5um，3um。
打開玻璃庫顯示（MGT），選擇非尋常材料列表，然后單擊圖形按鈕并選擇如圖所示的選項。
在顯示中選擇全名，并選取四個PBFL,ZNS,IRG22,SILICON。接下來指示DSEARCH僅使用其中兩個，然后使用全部四個進行全面的玻璃搜索。
這是SEARCH輸入內容：
宏文件
請聯系工作人員獲取
在不到一分鐘的時間內，該過程生成了它找到的10種最佳初始結構的圖片。
現在得到了一個非常好的4片式透鏡，但它只有我們指定的兩種玻璃材料。所以接下來應該進行一次更廣泛、更全面地搜索，來看看能不能讓這個透鏡變得更好。
DSEARCH自動創建一個優化宏 。其中刪除了玻璃變量。
點擊保存將這個宏保存為“1104.1”。
宏文件
請聯系工作人員獲取
接著來構建一個新的宏來進行 GSEARCH輸入,如下所示，宏文件名為：“1104.2”。
宏文件
請聯系工作人員獲取
為了很好的校正色差，我們要求所有測試組合使用已指定四個玻璃其中的至少三個。
這樣就可以避免在那些不可能成立的結構上浪費時間。
展開 基于聚合物的紅外光探測器的設計與表征
【引言】
紅外光探測器在很多領域都有重要的應用，包括監控系統、通訊、過程監控和生物成像。短波段的紅外光在健康追蹤和醫療診斷中具有很實際的應用，因為生物組織對這種波段的光具有較弱的吸收和自熒光，以及紅外光相對于可見光具有更強的組織穿透能力和更高的分辨率。目前為止，大多數紅外光探測器都是基于無機半導體。這些探測器具有價格昂貴、制程復雜以及較難在可穿戴設備上得到應用的缺點。可溶液加工的半導體被應用于紅外探測器中，可實現直接沉積、單片集成和利用現有技術無法實現的分辨率。除此之外，有機半導體還有諸多優點，包括溫度穩定性、生物穩定性和大面積形貌覆蓋。
【成果簡介】
美國加州大學圣地亞哥分校的科學家在Acc. Chem. Res.上，發表了題為"Emerging Design and Characterization Guidelines for Polymer-Based Infrared Photodetectors"的綜述。這篇綜述介紹了有機光探測器領域近年來的發展與進步。依靠有機太陽能電池的研究在過去十年中的迅速發展，高效率的可見光-近紅外有機光探測器也得到了發展。然而，可吸收紅外光的光探測器并不多，目前只有幾種有機材料可以實現1 μm的光電流。文章總結了幾種新型的小分子和聚合物，并討論了發展窄帶隙光探測器所遇到的瓶頸。
【圖文導讀】
Figure
1.
近紅外生物成像
(a).不同生物組織的吸收光譜
(b).不同波長的小鼠腦部熒光成像
(c).探測能力隨溫度的變化
Figure
2.
展開 第十二屆“宇瞳杯”光學設計大賽--中波紅外成像光學系統設計
目錄
1.設計指標要求
2.初始參數計算及分析
3.設計思路
4.設計結果及性能分析
5.可行性分析
設計指標要求
表1.
SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十五：無熱化紅外望遠鏡
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。
紅外加熱爐冷卻通道設計及熱-流耦合仿真 ￥1000
紅外加熱爐是一種利用紅外輻射技術進行加熱的熱處理設備。它通過將電能轉化為紅外輻射能量，直接將熱能傳遞給物體，達到加熱的目的。紅外加熱爐的工作原理是基于物體對紅外輻射的吸收。紅外輻射能量可以被各種物體直接吸收并轉化為熱能，而無需通過傳導或對流來傳遞熱量。當物體暴露在紅外輻射源附近時，紅外輻射能量被物體吸收，使物體內部溫度升高。
本案例設計建立了一紅外加熱爐，并對模型進行了一定的簡化處理，基于COMSOL軟件的多物理場耦合相關模塊，仿真了爐內物體的加熱和冷卻過程。模型圖和仿真結果如下所示：
感興趣的朋友，歡迎交流合作！
展開 Ansys Zemax | 手機鏡頭設計 - 第 1 部分：光學設計
本文是3篇系列文章的一部分，該系列文章將討論智能手機鏡頭模組設計的挑戰，從概念、設計到制造和結構變形的分析。本文是三部分系列的第一部分，將專注于OpticStudio中鏡頭模組的設計、分析和可制造性評
下載
聯系工作人員獲取附件
簡介
智能手機已成為我們日常生活的重要組成部分，并包含大量高科技光學系統，以滿足對出色成像性能的需求。大多數智能手機在有限的空間內安裝了多個復雜且低成本的相機單元。這對設計師和制造商都提出了挑戰。注塑成型的塑料透鏡需要精確的裝配，確保每個模塊在安裝時都可正常工作。
手機鏡頭規格
手機鏡頭是小型相機，這意味著在設計的時候要最大限度地減少它們在手機中占用的空間。它們重量輕，可在低F#下捕獲高質量圖像。手機鏡頭的通常規格是一個非常短的系統（總長（TOTR）<5mm），因為手機越來越薄，通常奈奎斯特頻率下的 MTF>0.2/0.25（這是由探測器像素的大小決定的），系統將具有大視場角和快F#。
讓我們看一個來自專利（1）的手機鏡頭的例子：
· 快 F/2.0
· 有效焦距f：@2.4mm艾里斑半徑=1.22λf#≈1.22μm
· 全視場角=95度
· 像素尺寸=2.5μm。像素大小接近Airy斑大小。根據定義，奈奎斯特頻率是2個像素作為一個周期。對于2.5μm的像素尺寸，它的一個周期是5.0μm，因此對應的奈奎斯特頻率為200線對/毫米。奈奎斯特頻率下大于20%的MTF是可接受圖像質量的典型最小對比度。
· 傳感器1280 x 720像素。這是1MP（百萬像素）。盡管就現代智能手機相機的分辨率而言，它不是頂級的（當前的智能手機鏡頭可能使用12MP左右），但它仍然可用于監控和其他小型光學應用。
展開 紅外對射、電子圍欄、震動光纖等綜合周界防范系統設計方案
圖2.周界防范業務流程圖
1.2.3前端探測器設計
周界防范產品主要部署在室外周界，整個報警系統給的最外層防護圈，當有人員從外部闖入時，周界防范探測器將報警信號通過報警主機上傳到監控中心，便于中心管理人員迅速處警。目前，周界產品主要類型為紅外對射、脈沖電子圍欄、振動光纖、可見光視頻周界相機、熱成像相機、入侵安防雷達、激光掃描探測器等。
?紅外對射
紅外對射是目前技術最成熟、使用也最廣泛的周界探測技術之一。一對對射由一個紅外發射機和一個紅外接收機組成，當發射機和接收機之間的紅外光束被完全或部分遮斷時產生報警信號。為了減少落葉、小鳥等外界干擾造成的誤報，一般使用雙光束、三光束、四光束的對射探測器來減少誤報。
該產品價格低、施工成本低、性價比高，適用于分界線清晰、周界平直的使用場景，但是由于紅外技術本身的瓶頸，容易被環境所干擾（霧、雪、雨天氣、強光、樹木枝葉），而造成誤報，需要視頻系統進行復核判斷。
?激光對射
和紅外對射一樣，一對激光對射是由一個激光發射機和一個激光接收機組成，由于激光本身的穿透性非常高，很難被霧霾、雨雪天氣干擾，所以這種周界技術的環境適應性很強，誤報率低，同樣，激光對射的使用場景和紅外對射一樣，局限于分界線清晰、周界平直的使用場景。
?脈沖電子圍欄
脈沖電子圍欄是傳統的普通圍墻與報警系統的完美結合，在具有普通圍墻的阻擋作用的基礎上，增加報警功能，同時脈沖主機發出的脈沖高壓信號又具有威懾入侵者的作用。脈沖電子圍欄具有物理屏障、主動反擊、延遲入侵、準確報警、安全防護等特性，其缺點在于外觀不隱蔽，美觀性依賴于施工管控。
其組網架構圖如下圖所示：
圖3.脈沖電子圍欄組網示意圖
?振動光纖
振動光纖是一種新型的智能型周界報警防范產品。
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