SYNOPSYS 光学设计软件课程二十一：设计无热化镜头
本课程将介绍如何设计一个必须在宽温度范围内保持对焦的镜头。
首先，我们必须讨论 “achrotherm” 的概念，它适用于同时校正色差和温度变化的镜头。这个理论实际上非常简单，你可以阅读 Applied Optics Vol.33，NO.34，8009 - 8013（1994年12月1日）。
要设计这种系统，必须选择符合特殊要求的两种类型的玻璃。可以使用玻璃库显示（MGT）找到它们，在此处单击“图形”按钮，然后选择“热属性 Thermal”。
在这种情况下的图表显示横坐标上的数量 1/V 和纵坐标上的数量 β。后者定义为
其中是玻璃的热膨胀系数，n 是折射率，dn/ dt 取自玻璃库。我们的想法是在图表上选择两种玻璃并绘制一条连接它们的线。将此线向右延伸至 1/V 等于零的位置。纵坐标轴读取的截距值是透镜绝热所需的壳体的 CTE。
该特征需要知道壳体材料的热膨胀系数。我们打开镜头文件并声明该材料为铝 6061：
现在我们可以使用玻璃库并选择一些可能的玻璃对。在 MGT中，选择 Ohara 目录并查看热性能，如上所述。该程序在右侧绘制绿色符号。单击最左侧的玻璃，在该玻璃和符号之间画一条线。
连线的起点从玻璃 S-开始。现在需要另一个接近同一条线的玻璃。S-FPM3 类型非常接近，所以这两种玻璃很适合配对。有第二组可能很有用，所以我们点击玻璃 S-LAH79，然后在新线上看到 S-FTL10 型。
我们选择了四种玻璃类型。现在让我们设计一个使用这些玻璃的镜头，希望可以控制热性能。
我们创建了一个 DSEARCH MACro，仅指定我们找到的前两个玻璃。首先查看性能，然后再查看一下热性能。可以从对话框 MDS 输入。单击“确定”时为其指定文件名，然后创建一个 MACro，您可以根据需要进一步编辑。
我们运行它，并在一分钟内看到它找到的最佳镜头，如下所示。我们使用 DSEARCH 为我们创建的 MACro 对镜头进行了更多优化。像质非常好，至少在 20 摄氏度的温度下是这样的。
现在我们要检查热特性。在 WorkSheet™（WS）中，将外壳指定为铝 6061，如上所述。然后删除厚度求解，因此随着温度的变化镜头不会自动重新聚焦。在 WS 中，键入 NTOP 以删除求解。现在准备另一个 MACro 来启动此镜头的热分析。
运行此程序，程序将镜头的副本放在 ACON 2中，重新计算50度，在 ACON 3 中设置 100 度。
单击 ACON 2的按钮，......没有任何变化！光扇曲线看起来与ACON 1相同。ACON 3在100度时也几乎相同？
镜头非常令人满意。
如果达不到我们的要求怎么办？我们将优化三个 ACON 时候，控制像质。这应该能解决该问题。
我们也可以尝试使用其他的玻璃组。本课程展示了如何使用 SYNOPSYS™ 中的工具设计无热化镜头并不困难。
