发布时间 : 星期六 文章zemax 热分析更新完毕开始阅读47d886116edb6f1aff001fe8
如果被求解的表面所用的玻璃的类型是在目录中说明的（如BK7或F2），则使用从目录中得到的TCE值。如果玻璃类型为“空气”，即在玻璃栏中没有输入，则有两种可能性：如果前面使用的玻璃的类型是一种目录玻璃，则使用那种玻璃的TCE值，否则，将忽略热效应。这些规则有一个重要的分歧：如果一个元件是一个双胶合镜头，那么对于第一个半径的TCE值是第一种玻璃的TCE值，而对于第二个和第三个半径的TCE值是第二种玻璃的TCE值。换句话说，ZEMAX忽略了在双胶合镜头中引起的“压力”。这个假设对于一个大的温度范围可能是不准确的。 厚度值（THIC）
如果操作数为一个THIC，则有两种可能性。如果这个表面是由目录玻璃构成的，则使用这种玻璃的TCE值；否则，使用在这个表面的TCE栏中指定的TCE值。TCE栏是用来输入那些用来装配加工的材料的用户自定义TCE数据的。一个另外的要点是：如果这个表面不是由目录玻璃构成的，则热膨胀将沿着材料的长度进行计算，这个长度是从这个表面的边缘开始，一直延伸到下一个表面的边缘。由于材料是沿着边缘长度计算的，而不是沿着中心厚度，因此这是一个更为精确的计算。
例如，假设两个镜头被一个中心厚度空间为80mm的铝片隔开。如果铝片的第一个表面（即第一个镜头的后表面）的矢高为-5mm，第二个表面（即第二个镜头的前表面）的矢高为8mm，则总的边缘厚度为93mm。如果铝的TCE值为23.50E-6，则在+20摄氏度的温度变化下，边缘厚度将从93mm边到93.0437mm。忽略两个镜头表面的矢高的变化（实际上ZEMAX是考虑到这个影响的，这里为了方便起见则忽略它），则铝片的中心厚度变成80.0437。注意这是一个与仅考虑中心厚度的计算不同的膨胀数量。
因为这个沿着边缘长度的膨胀说明了半径和邻近表面的变化，所以如果半径变化了，则即使一个值为0.0的TCE也将导致厚度的变化。为了关闭厚度的热膨胀，不要使用值为0.0的TCE，而只要简单地把热拾取求解全部去掉就可以了。 参数值
参数值的热拾取求解的性质依赖于参数编号和表面类型。如果这
个参数被认为有一个长度单位，则将使用一个恰当的缩放比例，就跟前面介绍的曲率半径一样。如果单位是长度的幂数，如长度的平方或者长度的倒数，则也将使用恰当的缩放比例。否则，热拾取将忽略热效应，简单地从正常结构中拾取对应的数值。
特殊的表面类型，如多项式非球面，二元光学，全息，和其它一些使用参数或者特殊数据的表面，必须人为地在多重结构编辑界面中增加一些操作数和热拾取求解；自动的热设臵工具将不能自动地增加这些操作数。 特殊数据值
特殊数据值的热拾取求解的性质依赖于表面类型。通常，仅仅“标准化半径”需要被按比例缩放。它的便利之处是由于热膨胀只是简单地考虑长度的缩放比例这个事实。因为大多数特殊数据表面使用的是无单位量的系数，所以只有标准化半径需要被缩放。这将同样很好地有效作用于二元光学表面和多项式非球面表面。对于那些不使用标准化半径的特殊数据表面，热拾取求解将忽略热效应，只是简单地从正常结构中拾取相应的数据值。
特殊表面类型，如多项式非球面，二元光学，全息，和其它一些使用参数或者特殊数据的表面，必须人为地在多重结构编辑界面中增加一些操作数和热拾取求解；自动的热设臵工具将不能自动地增加这些操作数。 其它的所有数据值
其它的所有数据值是一些直接的拾取，这些值将与在正常结构中的相应数据值一样。热效应将被忽略。 在单个结构中多个环境的定义
有时需要将光学系统的不同部分放在不同的温度和压力条件下。注意，这不同于那些通过多重结构将整个系统放在不同的环境中。 通过使用多重结构操作数TEMP和PRES可以将表面组各自的温度和压力分配给它们自己，即使只定义了1个结构。其关键是每个TEMP和PRES操作数说明了在多重结构编辑界面中跟在它们后面的所有操作数的环境。在编辑界面中列出的最后一个TEMP和PRES操作数定义了“全局”环境，这将应用于所有没在多重结构编辑界面
中列出的数据。
例如，假设一个光学系统模型要求表面1~5在20摄氏度的温度下，而表面6~10在50摄氏度的温度下。第一个列出的操作数应该是TEMP（同样的说明也应用于PRES），定义了50摄氏度的初始环境。所有的对应于表面6~10的曲率，厚度，半口径，玻璃，和其它数值将被列在操作数TEMP后面。然后这个列表应该以另一个TEMP操作数结束，这一个定义了20摄氏度的“全局”温度。最后系统将在各自的温度（和/或压力）下估算各个表面。
理解两个基本规则是非常重要的：
所有跟在TEMP和PRES操作数后面的多重结构编辑界面操
作数将在那个温度和压力下被求值 在多重结构编辑界面中列出的最后一个TEMP和PRES定义
了所有其它在或者不在多重结构编辑界面上的数据的温度和压力 迄今为止，在建立一个复杂的多个环境的镜头过程中最重要的一个步骤是仔细检查它的设臵。做这项工作的两个很好的工具是在指示报告中的折射率数据和多重结构数据表格。这个表格列出了每个玻璃类型的温度和压力，以及相应的热拾取。
检查在每个参数上的热拾取求解也是一个好主意；这些数据至少应该部分被检查来检验正确的温度范围和被使用的膨胀。 自动的热设臵
自动建立用来热分析的镜头的便利方法是在“编辑菜单”一章中的“多重结构”下的“工具”部分。 TCE数据的添加
这里有两类TCE数据。对于那些使用目录中的一个名称命名的玻璃类型（如Schoot目录中的BK7）的表面，ZEMAX使用在这个目录中指定的TCE数据。关于热膨胀系数值α的描述可参见“玻璃目录的使用”一章。
如果表面不使用目录玻璃，则TCE的值是从镜头数据编辑界面中的TCE栏中直接摘录下来。TCE栏是电子表格的最后一行，在“参
数”栏的右边。
注意TCE是一个无单位量的参数，总是等于输入的系数乘以1E-6。因此，一个值为23.50E-6的TCE只要简单地输入23.5。在计算热效应时，ZEMAX将自动将1E-6考虑进去。 气体和液体的模拟
关于非固体材料的热效应模拟的重要信息可参见“玻璃目录的使用”一章中的“气体和液体的模拟”部分。 折射率的热效应变化量数据的添加
与温度，周围大气压力，和波长相关的折射率的变化量将通过使用前面给出的多项式表达式来模拟任意一种玻璃。这个表达式需要六个系数来定义与绝对折射率的变化有关的温度和波长。通常，对于那些由用户自己添加的材料，这六个描述变化量的系数都是不可变的。然而，大多数玻璃目录至少包含了一个折射率随着温度的变化而变化的比率的单一的线性近似值。这个数值被称为dn/dt。如果这个唯一可用的数据是一个单一的dn/dt，则这个一般表达式的近似值可以被假设为，除D0之外的所有系数都为零：
?nabsn2?1?D0?T?， ?2n2ndn。
n2?1dt这里意味着给出了D0的一个合理的近似值：
D0? D0需要被计算，然后输入到玻璃目录中。在标准温度和压力条件下测量的在中心波长处的相对折射率是表示折射率n的一个适当值。随后要极度小心地检查在不同波长和温度下计算的折射率数据，以确保这是一个适当的近似值。注意，dn/dt应该是一个绝对值，而不是一个相对值。
在使用唯一的单一dn/dt数值时，要保持极度的小心和怀疑。 使用单一的dn/dt数值来估算术语D0的值仅仅是一个粗略的近似方法。与温度相关的折射率的实际变化量在任意一个宽的波长或温度范围内都不可能是线性的。因此，在使用唯一的单一dn/dt数值时，要保持极度的小心和怀疑。 无热效应镜头的优化