闲来无事,与大家分享一下我学习光学设计的心得,因为是纯自学,业余爱好,所以可能不够专业,仅仅分享而已 zsXoBD\h
其实我和群里的大部分人是一样的,每天在坚持学习光学设计的基本知识,不知道自己在走着一条怎样的路,甚至不知道自己的未来在哪里,但有一点我心里比谁都清楚,我喜欢学这个,虽然有时候有很多弄不明白的地方,但是我认为这是一种挑战,我喜欢挑战,或许这个跟生活中的很多困难是一样的,需要自己思考出解决问题的方法,没有人会真正告诉你自己的路应该怎么走。 oU6y4yO
首先,说一下我的专业背景,我是学光学的,但是这个光学是理科,物理底下的二级学科,对光学这个领域也算熟悉,但是主要学习的专业是全固态激光,包括设计一些激光器,懂激光的人可能知道,设计激光器的套路大概是固定的,要结合具体的结构定自己的设计参数,首先要根据需求提出设计指标,理论分析,提出技术方案解决方法,然后优化改进,对激光束进行一系列的分析。我就感觉这个思路和光学设计有些相似,或许设计工作都是这个样子的吧,学习激光的同时,闲来无事,利用自己的课余时间学习了光学设计。 Q@@v1G\
刚开始学习的时候是一种漫无目的的学习,张以谟的《应用光学》,那是我第一次接触什么是各种基点,理想光学系统,像差,典型的光学系统有哪些,各种光阑,什么是圆心光路等等,学完了以后感觉收获蛮多的,这就告了一个段落,感觉应用光学也没什么,但是那个时候真不知道自己学习这些东西有什么实质性的用途,总是听人说这是基础,学完以后有可能变的很牛。 F^k.is
之后我就接触了ZEMAX软件,自己弄了那几个例子不断的重复做,但是我发现一个问题,我似乎没什么思想,只是在重复着一些没有意义的事情,其实也不能这么说,我对这个软件有一些好奇,有了初步的理解,我想这个软件一定有一些规则在里面,于是我就在help游走,熟悉各种按钮,工具,一点一点的熟悉各项功能,感觉这个软件功能挺强大,几乎把我学得所有光学知识都包含了进去,比如物理光学里的干涉 衍射 偏振 应用光学里的一些术语都有,而且还有一些操作数,求解工具,还有macro等,当时的感觉就是要学得东西太多了,于是我就一点一点的学习,分块的学,由于我精通物理光学嘛,对物理 光学这个地方的俗语基本都知道,接下来我又重新拿起了那本《应用光学》,重新学习了一些概念,单但是我还是不知道概念的重要性,只是为了熟悉软件才看的,结合说明书我继续学习,了解那几百个操作数有什么用和他们的分类。 $ (=~r`O+1
后来我发现一个问题,即使我把这些都弄明白了也没什么用呀,对于一个实际问题还是不知道如何下手,所以我开始思考设计本身是什么样子的,为什么要去设计,比如说人眼看不清远处的物体是因为人眼的最小分辨角不够小,望远镜解决了这个问题,后来发现人不能看清太小的东西,这是由于衍射所致,于是显微镜诞生了,当然这些都是目视光学系统,当时想,如果不是用眼睛来记录观察的话,胶片,探测器什么的,这就诞生了照相系统。于是,我就地毯式的学习了这些结构,对这些结构的历史开始学习,包括一些典型的结构,可是我发现一个问题,这些思想都源于何处,他们是怎么思考这些问题的,他们是如何设计的,他们的灵感源于何处,我能不能做到呢?带着这些问题,我继续学习。 B;K`q
如果让我复现他们当时的设计,我能做到吗,我的答案是做不到的,但是我还是试图这么做,我就找了一些书籍,看看光学设计的步骤是什么,最后我找到了一本《实用光学设计》的书,从外形尺寸的学习,初始结构的选择,像差的平衡校正,像质的分析,当时我突然明白前面学的那些东西有什么用了,再回过头来继续加强,学习理想光学系统和像差的学习,只不过这次更加具体了,更加全面了,而且更加有针对性了,开始思考像差究竟是怎么来的,有什么方法可以消除,错了,更确切一点是平衡,不是纯粹的消除某种像差,呵呵,就这样又找了一些书籍,看他们怎么平衡的像差,自己也在一点一点的学习。 l8h&|RY[
后来我发现自己缺少一套系统的像差理论,我就学习了大家熟知的《光学设计理论基础》王之江写的,由于自己是理科出生,这本书对自己难度不是很大,于是继续学习,此书讲的非常透彻,令我感觉很好,当然要想做到融会贯通还是有很长一段路要做,此后的很长一段时间,我是一头雾水,感觉自己的学习能力到此就终止了。我不再碰ZEMAX了,开始学习光学设计了,后来感觉自己有了点基础知识,像差理论也齐全了,可是不知道怎么用,也没有什么设计的经验感觉什么的,于是我开始了下一阶段的学习。 TBrGA
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我开始搜集的范围更窄了,我搜集了论坛里大家共享的资料,比如单讲显微镜的,望远镜,照相机的,还有最难的变焦,看着这些熟悉又不太熟悉的光路,光阑设置在什么地方,分别有什么作用,渐晕的具体情况是怎样的,之前学的理论在具体的结构中的到了学习巩固,可是我发现一个问题,我还是无法做到纯粹的设计,可能是实战很关键吧,我还是有什么地方不通,自己又说不清。 8>WVodv
这可能就是我现在的水平了,无实际光学系统的实战经验,不过我一直认为自己能够学好的,因为我在思考,反复的学习,知道自己欠缺在什么地方,我认为优秀的光学设计师不是照搬前人的某些结构,应该在前人的基础上有一些质的区别,能够将光学设计发挥到极致,可惜我现在还不行,呵呵,不过没关系,我还在路上。 -fI@])$9J
谈一下我以后应该怎么学习,我以后应该看一些比较经典的英文书籍,关于光学设计的最初思想应该有深刻体会,然后自己再把ZEMAX软件捡起来,用ZEMAX完成自己外形尺寸,初始结构的计算问题,再学习一些高端的数值处理方法,在摸索中学习,因为我现在在感觉自己在做一件极具挑战性的东西,我是在用数值求解的方法在解一个非常庞大的非线性系统,这个过程自然不是那么容易,还需要继续学习,其实说实话,群里有的朋友上传的资料对我帮助真的是很大,在这里谢谢了,希望群里的同志们能早日成功。