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    [原创]光学设计自学问题集(求高人指点) [复制链接]

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    离线zhl10501
     
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2009-05-14
    — 本帖被 cyqdesign 执行加亮操作(2009-05-19) —
    光学设计自学问题集: Q7COQ2~K   
    本人学过应用光学像差理论课程,但没有做过实际的光学系统设计。现在自学了2个月的光学系统设计和Zemax使用手册后,将自己无法解决的问题归类统计如下,请各位高人指点。 f[^Aw(o  
    wtV#l4  
    1.光学设计的最终结果要到什么程度才算是可以加工了? ^J8lBLqe  
    1)有指定的技术指标时:各项指标是否达到即可?还是要超出指标一定范围以防止加工装调误差带来的影响?比如超出20%够不够? x6ARzH\  
    2)无指定的技术指标时:系统是否需要设计到其衍射极限? =-lb)Z"d  
    3)超过衍射极限的系统再将几何象差向完美系统设计(即0几何象差)是否有意义?若有意义,意义何在?进一步减小象差又需要到什么程度才算可以停止,即判断标准是什么? Y6L ~K?  
    4)配样板的资料如何寻找?Zemax中给出的全是国外的镜片加工商的样板数据,我们一般只能在国内配样板加工,这些国内厂家的最新样板数据如何获得? ,47Y9Kz9  
    M8b;d}XL  
    2.与镜片加工有关的: WoRZW%  
    1)圆形球面镜片自身的中心厚度,边缘厚度,元件直径,表面半径的大小在加工中都有些什么限制因素?下表是我自己总结的一些经验数据,来源Fisher的《光学系统设计》,也不知是否正确。 58J}{Req  
    2eol gXp  
    中心厚度 边缘厚度 元件直径 表面半径 \:ak ''  
    最小值估计 ? 1mm 无要求 ? -rli(RR)|  
    最大值估计 ? 无要求 纵横比最好小于6:1,不得大于10:1 ? VsE9H]v   
    备注 纵横比=元件直径/中心厚度 '>ssqBnI  
    I4q9|'-yx  
    2)空气间隔的中心厚度和边缘厚度一般是多少合适?是否:只要不是负数,一般由金属件机械加工和定位决定? 0C6-GKbZ  
    3)如何确定光学镜片的光学均匀性,应力双折射,条纹度,气泡度,表面粗糙度,透镜偏心等?是否有一个对大多数情况都适用的数值? [>%xd)8.c  
    NI [ pp`  
    3.与玻璃有关的: y)!5R3b  
    1)首选玻璃问题:不同玻璃厂家有不同的首选玻璃,不同的镜片加工商倾向于选择不同的玻璃厂家,问题是我们国内光学设计者如何获得最新的首选玻璃信息,以便在让镜片加工商加工时不至于被告知无法获得该玻璃? DOJN2{IP  
      比如国内“首选玻璃”最多的就是K9(同Schott的BK7),ZF1(同Schott的SF2),其他的我就不知道了。 ],a5)kV  
      在Zemax中有个Glass Catalog,在Chineses.agf中,是否其中所列出的Standard玻璃都是我们可以立刻获得的?若在设计时使用Schott玻璃,是否必须按折射率和阿贝数替换成相应的Chinese玻璃才能够在国内加工商得到? =i*;VFc  
    2)在专利中我们经常遇见的玻璃就是Schott玻璃,若拿来根据自己的需要进行优化,是否需要一开始就将Schott玻璃替换成Chinese玻璃,还是在最后替换,或者根本不用替换?  @A89eZbW  
    3)国内的镜片供应商一般会提供制作好的常用镜片,包括平凸/凹,双凸/凹,正负弯月等,并提供详细的参数信息。这些厂家的镜片设计参数选择依据是什么?这种不可调整镜片光学设计师如何使用?还是说根本就不是给光学设计师用的? Ix=}+K/  
    |O9 O )o  
    4.与专利镜头库有关的: 9"A`sGZ  
    1)如何得到相关的专利镜头资料? 我知道的方法:Zemax自带的专利镜头库大约有几千个镜头,均可以得到;我有《Lens Design》一书,上面有上百个例子;《光学设计手册》有很多镜头资料,但我手上没有该书。在网上如何查找专利镜头资料就不知道了。 u5 : q$P  
    2)专利库镜头本身是否足够优秀,以至于在它所应用的条件下不用再优化了? j4`0hnqI  
    3)专利库镜头本身是否可以直接加工,不用考虑样板匹配和公差问题? <Fc;_GG  
    4)专利库镜头一般是否都需要进行优化修改,以适应个人的设计需求? ;n=.>s*XL'  
    2条评分
    cyqdesign 金钱 +5 - 2009-05-19
    cyqdesign 金钱 +10 欢迎此类交流贴! 2009-05-19
     
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    只看该作者 18楼 发表于: 2013-01-09
    学习呀
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    只看该作者 17楼 发表于: 2012-12-11
    设计之前先把玻璃替换了
    离线rubbyt
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    只看该作者 16楼 发表于: 2012-06-01
    学习了
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    只看该作者 15楼 发表于: 2012-04-26
    顶!学习了
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    只看该作者 14楼 发表于: 2012-04-25
    么有碰见一个高手  
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    只看该作者 13楼 发表于: 2012-04-19
    新人学习
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    只看该作者 12楼 发表于: 2010-12-26
    学习了
    离线liuqian
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    只看该作者 11楼 发表于: 2010-11-25
    好久没上论坛了,也来回答几个问题。 MCAXt1sL&E  
    1)有指定的技术指标时:各项指标是否达到即可?还是要超出指标一定范围以防止加工装调误差带来的影响?比如超出20%够不够? $'$>UFR  
    A:这个得用光学设计软件自带的公差分析功能,将你所要求的指标设定为目标函数(如,MTF@20lp/mm),看会带来多大影响。利用Monte Carlo模拟装配,需要90%的装配结果优于你的要求。但是,并非所有公差都能在软件中模拟,还得自己心中有数,某些公差会带来多大影响。目标函数最好稍微高于自己的指标。 Jn,w)Els  
    A1<k1[5fJ  
    2)无指定的技术指标时:系统是否需要设计到其衍射极限? z^~U]S3  
    A:不会没有技术指标的,也不需要到衍射极限(能达到更好,但代价高)。没有明确的技术指标的话,就得自己琢磨。 P|N?OocE  
    q)Je.6$#X  
    3)超过衍射极限的系统再将几何象差向完美系统设计(即0几何象差)是否有意义?若有意义,意义何在?进一步减小象差又需要到什么程度才算可以停止,即判断标准是什么? .cw=*<zeg  
    A:好像没有遇到过哪个设计能超越衍射极限。看来你对指标的要求很忧虑。 v@,XinB[  
    ype"7p\  
    4)配样板的资料如何寻找?Zemax中给出的全是国外的镜片加工商的样板数据,我们一般只能在国内配样板加工,这些国内厂家的最新样板数据如何获得?   <`mOU} 0 )  
    A: 向厂家索要,修改成样板文件,便于设计。 g*r/u;  
    1)圆形球面镜片自身的中心厚度,边缘厚度,元件直径,表面半径的大小在加工中都有些什么限制因素?下表是我自己总结的一些经验数据,来源Fisher的《光学系统设计》,也不知是否正确。   #wD7 \X-f  
    A:表面半径:范围看样板了。中心厚度,边缘厚度,元件直径之间的关系有国标规定,一般的光学设计书上会有这个表格。 Fc{((x s  
    \I xzdFF#  
    2)空气间隔的中心厚度和边缘厚度一般是多少合适?是否:只要不是负数,一般由金属件机械加工和定位决定? a^*B5G1(&  
    A:这个得具体看你的装卡方式了,咨询与你合作的光机设计者。 s'AQUUrb <  
    r &c_4%y  
    3)如何确定光学镜片的光学均匀性,应力双折射,条纹度,气泡度,表面粗糙度,等?是否有一个对大多数情况都适用的数值? `^f}$R|  
    A:光学均匀性,应力双折射,条纹度,气泡度,透镜偏心可以在软件中通过公差分析确定。表面粗糙度,一般都是给0.012。当然也得看具体要求了。 I tgH>L'  
    |Rk37P {  
    首选玻璃问题:不同玻璃厂家有不同的首选玻璃,不同的镜片加工商倾向于选择不同的玻璃厂家,问题是我们国内光学设计者如何获得最新的首选玻璃信息,以便在让镜片加工商加工时不至于被告知无法获得该玻璃? UR\ZN@O  
    A:网上可以很轻松的找到中国玻璃库。建议使用常用的玻璃,在光学设计手册中可以查到。此外,多与加工厂商联系沟通。 K5+!(5V~  
    I &cX8Tw  
    在专利中我们经常遇见的玻璃就是Schott玻璃,若拿来根据自己的需要进行优化,是否需要一开始就将Schott玻璃替换成Chinese玻璃,还是在最后替换,或者根本不用替换? r)%4-XeV  
    A:建议先换成近似的,再优化。 hF9B?@n?B  
    $;ch82UiX  
    3)国内的镜片供应商一般会提供制作好的常用镜片,包括平凸/凹,双凸/凹,正负弯月等,并提供详细的参数信息。这些厂家的镜片设计参数选择依据是什么?这种不可调整镜片光学设计师如何使用?还是说根本就不是给光学设计师用的? Xv]*;Bq:SK  
    A:没用过商品化的镜片,无可奉告。 78^Y;2 P]W  
    j@_nI~7f}  
    4.与专利镜头库有关的:  Ckw83X  
    A:建议不要偷懒,坐享其成,最好是将专利镜头优化一下,再公差分析等步骤 Mf#2.TR  
    2;O  c^  
    以上是个人看法,希望与大家探讨 Za34/ro/T  
    离线fchy021
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    只看该作者 10楼 发表于: 2010-11-09
    好多我自己遇到才发现的,也有不明白的。给我启发让我反省