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光学设计自学问题集(求高人指点)
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zhl10501
2009-05-14 20:10
光学设计自学问题集(求高人指点)
光学设计自学问题集:
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本人学过应用光学和像差理论课程,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。
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1.光学设计的最终结果要到什么程度才算是可以加工了?
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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?
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2)无指定的技术指标时:系统是否需要设计到其衍射极限?
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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?
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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?
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2.与镜片加工有关的:
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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。
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中心厚度 边缘厚度 元件直径 表面半径
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最小值估计 ? 1mm 无要求 ?
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最大值估计 ? 无要求 纵横比最好小于6:1,不得大于10:1 ?
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备注 纵横比=元件直径/中心厚度
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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?
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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?
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3.与玻璃有关的:
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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?
8~ y!X0Ov!
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。
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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?
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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?
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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?
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4.与专利镜头库有关的:
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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。
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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?
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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?
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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?
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5234868
2009-05-18 14:57
我想问一下,你怎么设计的光学系统能超过衍射极限
5234868
2009-05-18 15:01
我回答几个问题吧,但是不一定对,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?
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回答是我建议是超过技术指标(接近衍射极限),因为在装调过程中,成像质量会下降,但是我碰到过成像质量变好的情况.
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2.跟厂家联系,他应该会给你样板的,因为那毕竟能给他们带来生意
5234868
2009-05-18 15:08
2.与镜片加工有关的,你可以查阅实用光学技术手册,作者王之江,在这里面能查到你需要的东西
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3.与玻璃有关的(1)上他们的网站.例如成都光明的。自己看看就知道了,中国玻璃和外国玻璃代号的在论坛上有人发过帖子,有表对的,(2).建议用中国玻璃了库进行优化,(3)不太知道,是不是套样板用的呀??
5234868
2009-05-18 15:14
4.与专利镜头库有关的:1)不明白你想说什么??有镜头数据用就可以了吧,你知道有光学镜头手册,一共十本,够你用的了把2)例如光学镜头手册,不是优秀的,还需要优化3)需要考虑4)需要
5234868
2009-05-18 15:15
回答的不一定对,所以请高手帮我回答和指正以下,让我也知道一下
w000000y
2009-05-18 15:36
我也不知道
HAHA^_^
2009-05-19 11:05
希望更多的高手来回答
03?ADjO
期待。
梁爱超
2009-08-22 21:26
太深了 我也要学习
okey
2009-08-25 13:31
我胡说两句啊。
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1. 衍射极限是不能被超过的。——这个是物理光学决定的。
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2. 设计指标的问题。有明确要求的时候,需要保证装配后达到要求,——做严格的公差分析;没有明确指标的,需要查看探测器的分辨能力。
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3. 没有必要追求衍射极限。这不仅仅是可行性问题,还有成本上的考虑。
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4. 没有完美的光学设计——也许世界上根本没有完美的东西。0像差是不可能达到的,达到了也是无意义的——至少还有物理光学限制。应该首先提醒自己,设计是为了应用而不是为了设计。
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5. 样板可以从加工厂要到。玻璃材料也是同样的问题。
fchy021
2010-11-09 16:09
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
liuqian
2010-11-25 22:18
好久没上论坛了,也来回答几个问题。
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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?
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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。
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2)无指定的技术指标时:系统是否需要设计到其衍射极限?
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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。
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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?
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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。
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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?
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A: 向厂家索要,修改成样板文件,便于设计。
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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。
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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。
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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?
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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。
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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?
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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。
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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?
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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。
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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?
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A:建议先换成近似的,再优化。
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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?
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A:没用过商品化的镜片,无可奉告。
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4.与专利镜头库有关的:
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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
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以上是个人看法,希望与大家探讨
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user_test
2010-12-26 21:55
学习了
optikma
2012-04-19 10:18
新人学习
xiahaiyang
2012-04-25 21:22
么有碰见一个高手
t123ray
2012-04-26 18:22
顶!学习了
rubbyt
2012-06-01 10:41
学习了
jdgx0801
2012-12-11 15:17
设计之前先把玻璃替换了
lj351264729
2013-01-09 14:28
学习呀
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