在ZEMAX中進行光學設(shè)計時，通常默認光學系統(tǒng)是在一個標準大氣壓和20℃下進行工作的，但是對于某些特殊的光學系統(tǒng)來說，工作溫度變化較大，此時因為溫度的變化引起光學透鏡或機械結(jié)構(gòu)的膨脹或收縮會導致系統(tǒng)成像質(zhì)量下降，因此在設(shè)計的過程中需要考慮到系統(tǒng)工作環(huán)境變化對整個系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響，并在設(shè)計過程中克服這種影響。

衍射光學元件是一類特殊的光學元件，它能夠有效的消除熱差和色差等。圖1為衍射光柵示意圖。在ZEMAX中，不考慮光柵是否為閃耀光柵，因此光線的衍射效率為100%。對于衍射光柵，Snell定律如式（1）：

 (1)

其中，M為衍射級次，λ為波長，d為條紋間距，T為光柵周期。

在ZEMAX中，常用的衍射面有菲涅爾面，二元面等。本文主要介紹使用二元面Binary 2進行消熱差分析。在ZEMAX中，Binary 2 的表達公式為偶次非球面公式加上一個相位項，偶次非球面公式為式（2），相位公式為式（3），Binary 2 公式為式（4）：

 (2)

 (3)

 (4)

對于一個已設(shè)計好的紅外光學系統(tǒng)，如圖2，各個視場的光斑均已達到衍射極限。