第1章
热变形基础概念
热膨胀系数、热应力、热应变的基本定义与物理意义，建立热变形分析的底层逻辑。
基础概念
第2章
材料热力学参数
常用光机材料（铝合金、殷钢、光学玻璃）的热导率、比热容、CTE参数对比与选型依据。
材料参数
第3章
热源与热载荷
光学系统中的热源类型（激光、LED、环境辐射），热载荷的施加方式与工程简化。
热源载荷
第4章
有限元分析基础
网格划分原则、单元类型选择（实体单元、壳单元）、边界条件设定与收敛性控制。
FEA网格
第5章
稳态热分析
稳态温度场求解方法，热传导、热对流、热辐射的边界设置与工程案例。
稳态热传导
第6章
瞬态热分析
时间步长选择策略、瞬态温度响应特性、热惯性效应及其对光学系统的影响。
瞬态时间步
第7章
热-结构耦合分析
顺序耦合与直接耦合方法对比，温度场映射到结构场的实现流程与精度控制。
耦合映射
第8章
热变形计算
节点位移、应变、应力云图解读，变形量提取方法与工程评价指标。
后处理云图
第9章
光学面形评价
PV值、RMS值、Zernike多项式拟合方法，面形误差对成像质量的定量影响。
面形Zernike
第10章
热弹性设计原则
无热化设计理念、材料匹配策略、对称结构设计在光机系统中的应用。
设计无热化
第11章
ANSYS Workbench热分析实战
模型导入、材料赋值、网格划分、求解设置及后处理全流程操作演示。
Workbench实战
第12章
ANSYS APDL命令流
参数化建模、热载荷施加、后处理命令流编写技巧与自动化分析。
APDL命令流
第13章
COMSOL Multiphysics热分析
多物理场耦合设置、自定义PDE接口、热-结构-光学集成仿真方法。
COMSOL多物理场
第14章
Zemax与ANSYS联合仿真
光机热集成分析流程，数据传递接口与双向耦合实现方法。
联合仿真Zemax
第15章
SigFit软件应用
面形拟合、刚体运动分离、光学性能预测及与有限元结果的后处理衔接。
SigFit拟合
第16章
激光系统热效应
激光晶体热透镜效应、热致双折射、热损伤阈值分析与抑制措施。
激光热透镜
第17章
空间光学系统热控
热控涂层、多层隔热材料、热管设计及在轨热环境适应性分析。
热控空间
第18章
红外光学系统热分析
冷反射效应、探测器热噪声、无热化镜头设计方法与验证。
红外冷反射
第19章
高功率光纤激光器热管理
光纤涂覆层热损伤、泵浦耦合热效应、散热结构优化设计。
光纤激光热管理
第20章
光刻机投影物镜热变形
极紫外光热效应、精密温控系统、物镜热像差补偿策略。
光刻机精密温控
第21章
自适应光学热补偿
变形镜热致像差校正、波前传感器热漂移抑制与闭环控制。
自适应补偿
第22章
热变形实验验证
数字全息干涉测量、光栅投影法、热像仪测温等实验技术与数据处理。
实验测量
第23章
热变形误差预算
公差分配方法、灵敏度分析、蒙特卡洛模拟在热误差预算中的应用。
误差蒙特卡洛
第24章
拓扑优化减重与散热
增材制造点阵结构、随形冷却流道设计、热-力多目标拓扑优化。
拓扑优化散热
第25章
热-力-光多学科优化
Isight集成优化、响应面模型、遗传算法在多学科协同设计中的应用。
多学科优化
第26章
典型案例1：星载相机主镜
星载相机主镜热变形分析与支撑结构优化，轻量化与热稳定性协同设计。
案例主镜
第27章
典型案例2：高功率激光合束器
高功率激光合束器热管理设计与仿真，多通道热均衡与散热方案。
案例合束器
第28章
典型案例3：光刻机工件台
光刻机工件台热漂移补偿策略，精密运动系统热误差实时修正。
案例工件台
第29章
典型案例4：车载激光雷达
车载激光雷达光学系统热稳定性设计，宽温区光学性能保持方法。
案例激光雷达
第30章
课程总结与前沿展望
数字孪生、AI辅助热设计、量子点热管理等前沿方向与课程知识体系回顾。
总结前沿