zemax筆記13——熱分析

實際系統(tǒng)會隨著環(huán)境溫度或壓強的變化而變化搂橙,需要注意的地方有:

  • 光學材料折射率
  • 空氣折射率
  • 光學材料熱脹冷縮
  • 機械結構熱脹冷縮

在設計系統(tǒng)的時候就要考慮到環(huán)境的影響实蓬。

系統(tǒng)所在環(huán)境溫度固定時

在zemax中可以直接設置系統(tǒng)所處的環(huán)境溫度和壓強洽洁,zemax會根據(jù)材料庫中的數(shù)據(jù)自動計算出各材料在所設置環(huán)境下對應的折射率兄春、厚度等數(shù)據(jù)晦譬。
zemax中環(huán)境設置:general -> environment:


環(huán)境設置

系統(tǒng)所處環(huán)境溫度變化時

要同時考慮不同溫度下的系統(tǒng)成像質(zhì)量。

  • 設置基本參數(shù)

以前面所設計的雙膠合透鏡為例:


雙膠合透鏡

打開多重結構編輯器:
editors -> multi-configuration
打開熱分析(設置3組不同溫度):
tools -> make thermal :


熱分析

雖然我們設置了從60-100度的3組溫度习勤,軟件還是會給出20攝氏度踪栋、標準大氣壓下的數(shù)據(jù):

Paste_Image.png

孔闌到鏡頭,鏡頭到像面的距離是受外部機械結構影響的图毕,所以填入相應的膨脹系數(shù)(23.6):


Paste_Image.png
膨脹系數(shù)

此時打開離散斑等分析工具夷都,通過Ctrl+A在不同結構間切換可以看到不同結構對應的結果。最后切換回第一個結構予颤,否則無法設置變量损肛。

  • 設置評價函數(shù)及變量

默認評價函數(shù)選 (均方根)RMS、離散斑(spot radius)荣瑟,去掉玻璃治拿、空氣厚度限制(優(yōu)化厚度比較費時,所以不對其優(yōu)化)笆焰。

使用effl操作數(shù)限制系統(tǒng)焦距:


焦距設置

將系統(tǒng)3個曲率和后焦距設為變量:


設置變量

進行優(yōu)化即可劫谅。

  • 優(yōu)化鏡頭材料
    優(yōu)化鏡頭材料時需將材料設置為替換( substitute),多重結構的材料設置需要在多重結構編輯器中設置。


    材料替換

注意捏检,本例中使用膠合結構荞驴,所以要控制兩種材料的膨脹系數(shù)不能相差太大(小于2):
在評論函數(shù)中使用 gtce 操作數(shù)獲得膨脹系數(shù),詳細設置:


控制膨脹系數(shù)

Paste_Image.png

設置完成后使用垂心優(yōu)化進行優(yōu)化(hammer optimization)
一段時間后贯城,評價值已經(jīng)很小熊楼,可以停止查看下當前優(yōu)化情況:

Paste_Image.png

analysis -> spot diagrams -> configuration matrix


多重結構離散斑分析
鏡頭數(shù)據(jù)

ctrl +A 在多種結構間切換。


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