红外镜头的无热化

opticsV

演示视频链接：https://eyun.baidu.com/s/3i5XHXbB
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概述
计算空气间距和材料，使热效应最小化。
在本章中，我们将研究随着温度的变化，中红外镜头的像质会发生什么变化。

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参考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》第39章

打开测试文件
点击打开C39L1


运行THERM 程序
让我们假设这个镜头必须在20-100°C 的温度范围内保持聚焦。运行THERM 程序，首先测试是否存在所有必需的系数：
在Command Window中输入THERM TEST


分配空气间隔系数
实际上，这个镜头从未被指定为空气间隔系数。利用CHG 文件，给空气间隔分配铝类型 6061的系数：
CHG
ALPHA  A6061
END
现在您可以激活热分析。 创建并运行一个新的 MACro：
THERM
ATS 100 2
END

设置温度范围
这会将镜头副本放入配置 2 中，所有参数都会根据温度变化从默认的 20-100°C改变。 下图显示了ACON 2 在该温度下的样子。


对焦
镜头失焦 - 我们必须纠正这一点。
这是一种简单的方法来判断透镜的轴向位移可能会带来什么好处。 打开工作表（单击按钮），然后单击 PAD 显示中的表面4.我们怀疑该空气间隔的更改可能会改变焦点位置。 实际上，所需的运动必须非常小，因此将速度滑块滑到底部，然后将“间距”滑块向右滑动，如图 所示。事实上，移动量非常小，图像几乎聚焦了。



设置虚拟面
现在我们必须找出一种方法，使透镜 3 以这种方式随温度移动。 有时可行的一个技巧是设计具有外套管的单元，外套管从表面 4 向右延伸，经过下一片透镜，然后使用内套管返回。 如果外套管由铝制成，内部由塑料制成，则透镜 3 的净运动将小于铝材料的净运动。
再次返回ACON 1，WorkSheet 仍然打开，创建一个检查点，然后单击“添加曲面”按钮。 现在点击表面 4 和 5 之间的透镜图中的轴。插入虚拟表面，如图 所示。 现在你必须告诉程序，从 5 到 6 的膨胀系数不同于我们在上面指定给所有空气间隔的铝材料。 关闭WS 并创建一个新的 THERM 文件：
THERM
COE 1 STYRENE
TCHANGE 1 5
ATS 100 2
END

无热化设计前二维图


100°C无热化
运行它，ACON 2 确实发生了变化。现在的诀窍是找到外套和内套的长度，以最好地方式补偿这种热变化。 对于此任务，我们使用优化程序 MACro（C39M1）：


总结
有一些像质下降，但在合理范围内，在温度变化的情况下焦点仍然保持应该在的地方。无热化并不困难。
一些注释是有顺序的。 我们为 TH 变量输入了确定的限制，因为程序不会让正 TH变为负数。 为了保持放大率不变，我们为主光线的 YA 添加了一个目标。 我们没有实施选项来说明单元格是否将镜头保持在元件的右侧或左侧，因为对于此示例，默认情况下，扩展应用于正确的位置。

感谢
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