在ZEMAX中進行光學設計時，通常默認光學系統(tǒng)是在一個標準大氣壓和20℃下進行工作的，但是對于某些特殊的光學系統(tǒng)來說，工作溫度變化較大，此時因為溫度的變化引起光學透鏡或機械結構的膨脹或收縮會導致系統(tǒng)成像質量下降，因此在設計的過程中需要考慮到系統(tǒng)工作環(huán)境變化對整個系統(tǒng)成像質量的影響，并在設計過程中克服這種影響。

衍射光學元件是一類特殊的光學元件，它能夠有效的消除熱差和色差等。圖1為衍射光柵示意圖。在ZEMAX中，不考慮光柵是否為閃耀光柵，因此光線的衍射效率為100%。對于衍射光柵，Snell定律如式（1）：

 (1)

其中，M為衍射級次，λ為波長，d為條紋間距，T為光柵周期。

在ZEMAX中，常用的衍射面有菲涅爾面，二元面等。本文主要介紹使用二元面Binary 2進行消熱差分析。在ZEMAX中，Binary 2 的表達公式為偶次非球面公式加上一個相位項，偶次非球面公式為式（2），相位公式為式（3），Binary 2 公式為式（4）：

 (2)

 (3)

 (4)

對于一個已設計好的紅外光學系統(tǒng)，如圖2，各個視場的光斑均已達到衍射極限。