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”的有趣概念，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。 可以使用玻璃庫顯示（MGT）找到它們，在此處單擊“圖形Graph”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量1/V和縱坐標上的數量β。 后者定義為

其中αg是玻璃的熱膨脹系數，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中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。 可以從縱坐標軸讀取的該截距的高度是使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。 我們打開任何鏡頭文件并聲明該材料為鋁6061：

    CHG

    ALPHA A6061

    END

現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。 該程序在右側繪制綠色符號。 單擊最左側的玻璃，在該玻璃和符號之間畫一條線。

線從玻璃S-NPH3開始。 現在需要另一個接近同一條線的玻璃。 S-FPM3類型非常接近，所以這兩中玻璃很適合配對。 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。 首先會查看一個好的性能，然后再看一下熱性能。 對話框MDS是輸入要求的好地方。 單擊“確定”時為其指定文件名，然后創(chuàng)建一個MACro，您可以根據需要進一步編輯。

    CORE 14

        DSEARCH 1  QUIET

         SYSTEM

         ID DSEARCH ATHERMAL

         OBB 0 25 2.5

         WAVL 0.6563 0.5876 0.4861

         UNITS MM

         END

         GOALS

         ELEMENTS 5

         FNUM 2

         BACK 0 0

         TOTL 10 0.1

         STOP MIDDLE

         STOP FREE

         RT 0.5

         FOV 0.0 0.75 1.0 0.0 0.0  FWT 5.0 3.0 1.0 1.0 1.0

         NPASS 40

        GLASS POSITIVE  O S-NPH3

        GLASS NEGATIVE

        O S-FPM3

         ANNEAL 200 20 Q

         COLORS 3

         SNAPSHOT 10

         QUICK 33 40

         END

         SPECIAL PANT

         END

         SPECIAL AANT

        END

         GO

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(chuàng)建的MACro對鏡頭進行了更多優(yōu)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。 （陰影鏡頭會自動消除曲率求解。）現在準備另一個MACro來啟動此鏡頭的熱分析。

    THERM

    ATS 50 2

    ATS 100 3

    END

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。

現在關鍵測試：單擊ACON 2的按鈕，......沒有任何變化！ 光扇曲線看起來幾乎與ACON 1相同.ACON 3在100度時怎么樣？ 再次，幾乎相同！

鏡頭非常令人滿意。

我們甚至不需要我們找到的第二對玻璃。 如果我們使用其它玻璃對會發(fā)生什么？ 試試！

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。