关于光学系统热分析的问题

哼子！ · 发表于 2024-4-10 21:41

之前我做热分析，一般会用CODEV，ZEMAX里自带的热分析功能，统一的温升温降，大致看一下MTF变化情况，但是后来遇到局部温度不一样的情况，比如第一片透镜是摄氏度，最后一片是35摄氏度，这时候我会手动计算曲率半径和空气间隔的变化，并根据dn/dt公式计算折射率变化。但是这种方法只是可以一定程度上观察MTF变化，要说准确，我觉得也并非完全准确。现在我又遇到了新的问题，比如针对一片透镜，他的中心温度和边缘温度也有细微的差异，但这种差异我不知该怎么用ZEMAX和CODEV软件自带的功能去实现，于是我想借助有限元分析软件结合ZEMAX的STAR去实现，但是也遇到了一些问题。
问题1：有限元分析软件的选择：ansys workbench，patran，nastran，abaqus....其中workbench是我一开始想用的，但其他几个是我身边的人用的比较多的，他们可以指点我用，我chat了一下，好像workbench和ZEMAX的STAR功能结合的比较好？其他软件呢？在ZEMAX的STAR功能模块下导入FEA数据会有什么问题吗？
问题2：我简单的看了一下workbench，我是把光学系统的.step文件导入到bench里面，但是我发现我导入的就是一个几何形状，原本的玻璃材料没有了，我去添加材料发现大多数都是不锈钢，铝这种结构的材料，而不是玻璃材料，不太清楚玻璃材料在哪里添加。
希望诸位大佬赐教，后期如果我学会了这种有限元结合ZEMAX的热分析，我也会将自己的一点经验发出来，十分感谢。

三木先森 · 发表于 2024-4-11 08:34

嗯？热分析不应该结合镜片结构设计的支撑部分一起分析么，zemax里面也能建模了么

xscl · 发表于 2024-4-11 10:07

楼主在热分析这块钻研的很细了，一般也就是用zemax分析均匀温度场变化对光学像质的影响，大部分场合这个分析应该够用了吧。
至于楼主说的针对某1片透镜，他的中心温度和边缘温度也有细微的差异，想要建模分析，我感觉这块的影响即使有，应该也是较微小的影响吧？同1片透镜，它的中心温度和边缘温度经过一定时间之后，应该也会趋向均匀吧？

哼子！ · 发表于 2024-4-11 10:10

xscl 发表于 2024-4-11 10:07
楼主在热分析这块钻研的很细了，一般也就是用zemax分析均匀温度场变化对光学像质的影响，大部分场合这个分 ...

感谢回复，您说的有道理，我觉得在大部分工程上面自带的热分析应该完全够用了，就看一下像质大概退化多少，心里有个数就行。我现在的需求是面向写论文方面，可能针对的是比较复杂的温度变化情况，所以就想更真实的模拟一下这个热分析

哼子！ · 发表于 2024-4-11 10:13

三木先森发表于 2024-4-11 08:34
嗯？热分析不应该结合镜片结构设计的支撑部分一起分析么，zemax里面也能建模了么 ...

感谢回复，Zemax里自带的热分析只是大致分析一下，镜筒的热胀系数是自己输，zemax里倒建不了模，目前我看到的是将模型导入到zemax再进行像质分析

xscl · 发表于 2024-4-11 10:20

嗯，初步设想了一下，您说的具体某镜片的温度不均匀，模拟热分析，应该理论上是可行的，
主要是要对面型、折射率、间隔等受温度影响较大的参数，分别建模，
面型比如有限元软件或者什么软件，生成类似zernike系数这种去模拟，
折射率影响也较大，也要分析一下随不同温度的折射率变化，
空气间隔的模拟相对简单一点，
期待楼主后续的经验分享

yunni · 发表于 2024-4-11 13:11

xscl 发表于 2024-4-11 10:07
楼主在热分析这块钻研的很细了，一般也就是用zemax分析均匀温度场变化对光学像质的影响，大部分场合这个分 ...

这要看热导率和发热温度，感觉应该不会均热

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