LightPath在Ansys OpticStudio的帮助下设计非球面透镜

挑战

LightPath在其许多旗舰产品中使用非球面光学(更光滑和更平坦的镜头应用)，以满足客户在给定约束条件下对质量和成本的要求。非球面透镜通过取代几个传统透镜来简化和缩小光学系统，以提供最佳性能。然而，与传统的球形设计相比，非球面设计非常复杂，因为有更多的设计选项，所以许多企业都避免使用它们，因为它们的加工成本昂贵。

工程解决方案

优化是创造透镜设计的关键，可以克服限制并提供最高的制造良率。LightPath的设计师们希望OpticStudio能够相对轻松地创建非球面设计。使用OpticStudio中最先进的优化工具，Huddleston的团队根据用户定义的约束和设计目标极大地提高了光学设计的性能。该软件支持局部和全局优化，锤子优化(允许您在本地空间之外寻找其他设计解决方案)，有时甚至是对比优化。通过OpticStudio，该团队可以优化光斑大小、波前，或直接优化调制传递函数(MTF)——或透镜的光学性能潜力——来实现他们的目标。多亏了OpticStudio, LightPath还可以编写自定义优点函数，以避免设计迭代中的糟糕收敛，并根据设计师的直觉和专业知识支持直接优化，而不是完全依赖软件来指示设计。

好处

• OpticStudio的优化工具箱提供了多种优化方法，可以轻松地在过程中的不同位置使用不同的技术，这样设计师就可以以最有效的方式工作。这确保了质量，同时降低了成本和上市时间。
• 设计师不仅可以优化性能，还可以优化可制造性。使用价值函数操作数、宏和优化工具帮助他们围绕可制造性放置更多定义的参数。
• OpticStudio中的Zemax编程语言(ZPL)使设计人员能够编写自己的宏来自动化重复的过程，并实现显著的时间节省。
• 编写宏并使用价值函数来确定测量镜头参数的最佳方法，然后对该方法进行优化，而不是傍轴近似，确保所有镜头都达到与光学设计中相同的值。
• OpticStudio简化了LightPath在热透镜中采用新的红外传输材料BD6硫系玻璃的过程，使其能够添加定制材料，而不是局限于软件提供的材料库。
• OpticStudio帮助设计师克服了色差问题，这是BD6可能会出现的问题，会降低成像质量。使用该软件，LightPath可以应用衍射表面进行颜色校正。