光學(xué)變形系統(tǒng)設(shè)計(jì)的案例
Ansys Zemax光學(xué)設(shè)計(jì)軟件技術(shù)教程：光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如何使用玻璃替換方法
通過(guò)使用玻璃替換模板，您可以確保選擇的玻璃不僅僅符合光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，還符合其他重要標(biāo)準(zhǔn)。光研科技南京有限公司是國(guó)內(nèi)可靠的Ansys Zemax光學(xué)設(shè)計(jì)軟件代理商！公司已經(jīng)為廣大企業(yè)，研究所以及高校提供了很多優(yōu)秀的相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)，在行業(yè)內(nèi)建立了值得信任的口碑。
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宏語(yǔ)言賦予的光學(xué)設(shè)計(jì)之美 離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-有福利
今天就讓我們一起來(lái)學(xué)習(xí)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，領(lǐng)略宏語(yǔ)言賦予的光學(xué)設(shè)計(jì)之美。下面我們來(lái)了解一下：
《宏語(yǔ)言賦予的光學(xué)設(shè)計(jì)之美 離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》
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宏語(yǔ)言賦予的光學(xué)設(shè)計(jì)之美 離軸三反光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
內(nèi)容簡(jiǎn)介
離軸三反簡(jiǎn)介
反射
式光學(xué)系統(tǒng)由于其無(wú)色差特性，在很多領(lǐng)域非常受歡迎。傳統(tǒng)的同軸兩反的光學(xué)系統(tǒng)對(duì)于存在遮攔，視場(chǎng)小等問題 ， 目前離軸三反 （ Three-Mirror Anastigmat，TMA）光學(xué)系統(tǒng)也已經(jīng)成為了趨勢(shì)，由于其多了更多的優(yōu)化變量， 可以校正全部的初級(jí)像差，使得其性能更加，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)遮攔，大視場(chǎng)，大相對(duì)孔徑，成像質(zhì)量高，另外可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)焦距等。
離軸三反設(shè)計(jì)
更詳細(xì)的介紹可以查閱國(guó)內(nèi)外論文，每個(gè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，其使用背景需調(diào)研詳細(xì)，方能設(shè)計(jì)出比較合適的光學(xué)系統(tǒng)。
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反射
式光學(xué)系統(tǒng)由于其無(wú)色差特性，在很多領(lǐng)域非常受歡迎。傳統(tǒng)的同軸兩反的光學(xué)系統(tǒng)對(duì)于存在遮攔，視場(chǎng)小等問題 ， 目前離軸三反 （ Three-Mirror Anastigmat，TMA）光學(xué)系統(tǒng)也已經(jīng)成為了趨勢(shì)，由于其多了更多的優(yōu)化變量， 可以校正全部的初級(jí)像差，使得其性能更加，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)遮攔，大視場(chǎng)，大相對(duì)孔徑，成像質(zhì)量高，另外可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)焦距等。
展開 第十二屆“宇瞳杯”光學(xué)設(shè)計(jì)大賽--中波紅外成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
所得到的組合后的二維圖如下：
將光闌放置在冷光闌位置，控制系統(tǒng)焦距，對(duì)鏡片形狀進(jìn)行優(yōu)化，逐步增加視場(chǎng)角，從而獲取到一個(gè)視場(chǎng)角滿足要求的光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)，隨后，我們通過(guò)增加非球面鏡片，控制總長(zhǎng)為180，進(jìn)一步優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)。優(yōu)化后的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示：
MTF如下圖：
圖13.系統(tǒng)MTF曲線圖
然后再做無(wú)熱化設(shè)計(jì)。設(shè)置三重組態(tài)，將材料設(shè)置為hammer，優(yōu)化玻璃。最終的二維如下圖所示。
20℃MTF
-40℃MTF
60℃MTF
畸變圖
最后，有相關(guān)需求，歡迎通過(guò)公眾號(hào)“320科技工作室”與我們聯(lián)絡(luò)。
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SYNOPSYS光學(xué)設(shè)計(jì)軟件課程六十六：離軸反射式光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
<p>根據(jù)現(xiàn)代光電信息技術(shù)對(duì)信息發(fā)送、接收、轉(zhuǎn)換、傳遞與存儲(chǔ)功能的特殊需求，光學(xué)面形可由不規(guī)則、復(fù)雜非對(duì)稱的自由曲面隨意組合而成。光學(xué)中的自由曲面是指無(wú)法用球面或非球面系數(shù)來(lái)表示的曲面，主要是指任意非傳統(tǒng)、非對(duì)稱的曲面，以及微結(jié)構(gòu)數(shù)組和參數(shù)向量表示的任何形狀的曲面。</p><p><br></p><p>采用先進(jìn)的數(shù)控超精密制造技術(shù)可直接加工出自自由曲面光學(xué)鏡面，能達(dá)到亞微米量級(jí)面形精度與納米量級(jí)的表面粗糙度。</p><p><br></p><p>自由曲面廣泛的應(yīng)用在以下領(lǐng)域：投影鏡頭、衍射光學(xué)器件、頭盔式顯示器、車燈反射面、LED照明系統(tǒng)、汽車HUD抬頭顯示、離軸系統(tǒng)等等。</p><p><br></p><p>本文將展示使用synopsys軟件進(jìn)行離軸反射式光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p><br></p><p>第一步是繪制設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。</p><p><br></p><p>這是一個(gè)有三個(gè)反射鏡的例子，如下圖所示。光線從表面1的左側(cè)進(jìn)入，依次經(jīng)過(guò)位于2,3,4處的反射鏡，然后進(jìn)入5處的像面。
展開 Zemax光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)教程：共軸理想光學(xué)系統(tǒng)特性
今天為大家介紹一下光學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)——共軸理想光學(xué)系統(tǒng)特性，歡迎大家學(xué)習(xí)一下！
(1) 位于光軸上的物點(diǎn)對(duì)應(yīng)的共軛像點(diǎn)必然位于光軸上;位于過(guò)(包含)光軸的某一個(gè)截面內(nèi)的物點(diǎn)對(duì)應(yīng)的共軛像點(diǎn)必位于同一平面內(nèi);同時(shí), 過(guò)(包含)光軸的任意截面成像性質(zhì)都是相同的。可用一個(gè)過(guò)(包含)光軸的截面來(lái)代表一個(gè)共軸系統(tǒng)。垂直于光軸的物平面, 它的共軛像平面也必然垂直于光軸。
(2) 垂直于光軸的平面物所成的共軛平面像的幾何形狀完全與物相似，在整個(gè)垂軸物平面上無(wú)論那一部分, 物和像的大小比例等于常數(shù)(橫向放大率)。
(3) 一個(gè)共軸理想光學(xué)系統(tǒng), 如果已知兩對(duì)共軛面的位置和橫向放大率; 或者一對(duì)共軛面的位置和橫向放大率, 以及軸上的兩對(duì)共軛點(diǎn)的位置, 則所有其它物點(diǎn)的像點(diǎn)都可以根據(jù)這些已知的共軛面和共軛點(diǎn)來(lái)表示。
掌握一些光學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)是熟練運(yùn)用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件的根基。Ansys Zemax是一套綜合性的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，它能夠快速準(zhǔn)確的完成光學(xué)成像及照明設(shè)計(jì)等工作！
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光研科技南京有限公司同時(shí)還為廣大有光學(xué)設(shè)計(jì)軟件培訓(xùn)的需求者提供了一個(gè)線下的學(xué)習(xí)平臺(tái)，多年以來(lái)為光電圈培養(yǎng)了很多優(yōu)秀的光學(xué)設(shè)計(jì)工程師等人才。
展開 ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)：AR頭戴顯示光學(xué)系統(tǒng)在軍事方面的應(yīng)用
AR頭顯光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展正在經(jīng)歷一個(gè)由不完善到完善的過(guò)程。相比VR光學(xué)技術(shù)，AR光學(xué)技術(shù)盡管在各個(gè)方面還有待改進(jìn)，但就目前AR的發(fā)展來(lái)說(shuō)，它重新定義了人類感知外界和與數(shù)字信息交互的方式，而且在未來(lái)的生活中，它可能會(huì)革新人類的生活方式。
軍事領(lǐng)域從一開始就推動(dòng)著AR技術(shù)的發(fā)展，是AR頭顯的主要應(yīng)用領(lǐng)域。例如，士兵可以借助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬戰(zhàn)場(chǎng)上開展軍事演習(xí)、模擬作戰(zhàn)和協(xié)同訓(xùn)練等，這不僅可以降低訓(xùn)練風(fēng)險(xiǎn)和成本，還能大大提升軍事訓(xùn)練效率；作戰(zhàn)時(shí)，部隊(duì)通過(guò)頭顯不僅可以觀察到真實(shí)作戰(zhàn)場(chǎng)景，還能實(shí)時(shí)掌握多維戰(zhàn)場(chǎng)信息，從而可以快速改變戰(zhàn)術(shù)和調(diào)整應(yīng)對(duì)決策，提高作戰(zhàn)效率。
Ansys Zemax是一套綜合性的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，它提供先進(jìn)的、且符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的分析、優(yōu)化、公差分析功能，能夠快速準(zhǔn)確的完成光學(xué)成像及照明設(shè)計(jì)。
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展開 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體布局設(shè)計(jì)方法
一、 前言
光學(xué)系統(tǒng)，特別對(duì)一個(gè)比較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期就必須根據(jù)光學(xué)儀器總體要求利用光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)元件，合理安排系統(tǒng)光路走向，完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)，然后才是光學(xué)系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，像差平衡以致適當(dāng)公差分配，最終獲得一個(gè)結(jié)果與性能俱佳的優(yōu)質(zhì)光學(xué)系統(tǒng)。一個(gè)較復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，往往不只是幾片簡(jiǎn)單光學(xué)零件的組合，有時(shí)還可能是各種不同變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，甚至還會(huì)有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個(gè)子系統(tǒng)結(jié)合的多光路系統(tǒng)的融合，才能滿足光學(xué)儀器總體的多功能需求。OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序提供了一個(gè)具有特色的光學(xué)系統(tǒng)總體布局平臺(tái)，可以利用光學(xué)系統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)元件合理布局構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)草圖，直接顯示并方便協(xié)調(diào)光線走向，實(shí)現(xiàn)光學(xué)原理，使得在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期完成光學(xué)系統(tǒng)總體布局初始設(shè)計(jì)，接著還可以利用OCAD程序的其他初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能完成光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，為下一步光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量?jī)?yōu)化及其他后期設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。
圖1-1 一般光學(xué)系統(tǒng)總體布局設(shè)計(jì)平臺(tái)界面
圖1-2 連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)總體布局（顯示凸輪曲線）界面
圖1-3 多光路光學(xué)系統(tǒng)總體組合布局界面
二、 光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)輸入
在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先需要明確總體對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的技術(shù)要求，也稱為設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)，這些屬于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。其中包括：光學(xué)系統(tǒng)的類型、系統(tǒng)目標(biāo)特性、系統(tǒng)像方特性、光學(xué)系統(tǒng)總體布局要求以及對(duì)光學(xué)系統(tǒng)通光量的要求等。
有了以上設(shè)計(jì)要求方能著手光學(xué)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。以往的這段工作都是由設(shè)計(jì)人員在紙面上構(gòu)思，反復(fù)進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)總體勾畫，選擇最佳方案。目前有了OCAD光學(xué)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序，有效地提供了初始方案草圖設(shè)計(jì)的平臺(tái)。
展開 如何查看光學(xué)系統(tǒng)的衍射強(qiáng)度 | SYNOPSYS光學(xué)設(shè)計(jì)軟件課程第93課
本文主要講如何查看光學(xué)系統(tǒng)的衍射強(qiáng)度。在SYNOPSYS中查看光學(xué)系統(tǒng)的衍射強(qiáng)度通常會(huì)直接使用PSF，同時(shí)也會(huì)用到DIFF指令。
首先，我們打開鏡頭文件:‘SIMPLE_REFLECTOR.RLE’，在像質(zhì)分析功能中選擇PSF：
鏡頭文件
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此刻可以看到相關(guān)的衍射強(qiáng)度圖。
那么在SYNOPSYS上如何使用DIFF指令呢？它是在查看衍射鏡頭時(shí)經(jīng)常用到的一個(gè)指令，類似于一個(gè)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，例如，我們要檢查10以內(nèi)的艾里斑直徑，這時(shí)就會(huì)用到DIFF這個(gè)指令。我們打開鏡頭文件：‘SIMPLE_REFLECTOR.RLE’。
得到如上圖所示鏡頭結(jié)構(gòu)圖和鏡頭文件。然后重新創(chuàng)建一個(gè)宏文件并輸入DIFF指令，
保存為：‘SIMPLE_REFLECTOR.1.MAC’。
宏文件
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接下來(lái)我們就得到了這樣一張二維衍射強(qiáng)度圖：
可以用有以下指令獲得沿單線穿過(guò)中心軸上場(chǎng)的衍射圖樣，同樣以80%的遮擋為例。重新創(chuàng)建一個(gè)宏文件并輸入：并保存為：‘SIMPLE_REFLECTOR.2.MAC’，
宏文件
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可以得到這樣一張衍射強(qiáng)度圖，如圖所示艾里衍射環(huán)很明顯。
展開 設(shè)計(jì)仿真 | MSC Nastran助力AEH公司光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)
01
背 景
光學(xué)系統(tǒng)中常見的機(jī)械故障是支撐結(jié)構(gòu)的剛度不足。剛度對(duì)于保持光學(xué)元件的對(duì)中和實(shí)現(xiàn)足夠的光學(xué)性能至關(guān)重要。機(jī)械工程師有責(zé)任在機(jī)械設(shè)計(jì)中提供足夠的剛度。
光學(xué)工程師喜歡將機(jī)械工程師的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)入到他們的光學(xué)設(shè)計(jì)程序中來(lái)對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。這個(gè)過(guò)程包括將機(jī)械工程師的CAD模型導(dǎo)入到結(jié)構(gòu)分析有限元程序中，然后再將有限元分析結(jié)果導(dǎo)入到光學(xué)設(shè)計(jì)程序中。為了方便這個(gè)操作，光學(xué)工程師開發(fā)了解析器和插值器，這使得光學(xué)工程師可以觀察到機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)光學(xué)圖像的影響。光學(xué)程序通常是針對(duì)光學(xué)幾何的大位移非線性求解器。
對(duì)于機(jī)械工程師來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程有兩個(gè)缺點(diǎn)。首先，它需要一個(gè)比較完整的系統(tǒng)CAD模型，而這個(gè)模型只有在機(jī)械設(shè)計(jì)的后期才能給出。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)的缺陷只能在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程的后期才被發(fā)現(xiàn)。其次，通過(guò)解析器和插值器從光學(xué)效應(yīng)追蹤到可能導(dǎo)致光學(xué)問題的機(jī)械設(shè)計(jì)特征是有問題的。因此，難以對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制定合理、有效的變更。
光學(xué)工程師認(rèn)為需要使用他們的大位移非線性程序來(lái)分析機(jī)械變形引起的擾動(dòng)。然而，對(duì)于1米尺寸大小的結(jié)構(gòu)，光學(xué)元件允許的變形通常很小，在微米量級(jí)。對(duì)于這種大小的擾動(dòng)，可以表明工程精度不需要非線性求解器。
展開 線上免費(fèi)講座 | 光學(xué)鏡頭——離軸系統(tǒng)、HUD 系統(tǒng)等設(shè)計(jì)
由墨光光學(xué)工程師為大家講解此次直播課程，主要講解內(nèi)容圍繞
離軸系統(tǒng)、HUD 系統(tǒng)等設(shè)計(jì)
開展，課程直播亮點(diǎn)如下：
1、自由曲面概述
2、離軸系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)及優(yōu)化
3、HUD 初始設(shè)計(jì)及優(yōu)化
參與方式：
請(qǐng)關(guān)注武漢墨光公眾號(hào)，并掃描下方二維碼，添加墨光工作人員企業(yè)微信邀您入群即可參與線上直播
直播時(shí)間：2021年8月10日
（周二晚：19:00-20:00)
電話：18696118912
郵箱：market@asdoptics.com
光學(xué)軟件供應(yīng) 軟件定制開發(fā)
科學(xué)計(jì)算軟件 機(jī)械設(shè)計(jì)軟件
光學(xué)軟件培訓(xùn) 光學(xué)解決方案
光學(xué)儀器設(shè)備 光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)
高校輔助教學(xué)方案 BSDF測(cè)量
衍射光學(xué)元件設(shè)計(jì)開發(fā)
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復(fù)眼勻光系統(tǒng)設(shè)計(jì) | SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件第80課
以下為設(shè)計(jì)的復(fù)眼透鏡陣列指標(biāo)：
光源波長(zhǎng)0.405微米
準(zhǔn)直后光源發(fā)散角5°（無(wú)窮遠(yuǎn)平行光最大半視場(chǎng)角）
照亮區(qū)域直徑為1.5mm
假設(shè)透鏡單元半徑0.3mm（入瞳半徑）
透鏡陣列為21*21
假設(shè)單復(fù)眼的曲率半徑為2，計(jì)算得透鏡的厚度為6mm左右
對(duì)應(yīng)鏡頭文件
請(qǐng)?jiān)u論區(qū)留言聯(lián)系工作人員獲取
透鏡的厚度用YMT求解計(jì)算近軸焦點(diǎn)，透鏡后表面的曲率半徑拾取前表面的負(fù)號(hào)。
加入指令
1 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000
2 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000
把表面1和2補(bǔ)充為21*21的陣列，并且調(diào)整物方參數(shù)，擴(kuò)大孔徑等等。
對(duì)應(yīng)鏡頭文件
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運(yùn)行宏文件，查看對(duì)于準(zhǔn)直光束的復(fù)眼的效果：
對(duì)應(yīng)宏文件
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在初始透鏡單元后方設(shè)置一個(gè)焦距為10的積分透鏡作為初始結(jié)構(gòu)，可以看到對(duì)于單個(gè)透鏡單元的準(zhǔn)直效果。
在透鏡陣列后面設(shè)置相同參數(shù)的積分透鏡初始結(jié)構(gòu)：
運(yùn)行宏文件，查看整體效果，需要做進(jìn)一步優(yōu)化。
對(duì)應(yīng)宏文件
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優(yōu)化宏：
優(yōu)化宏文件
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展開 SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件課程三十九：設(shè)計(jì)自由曲面反射系統(tǒng)
課程三十九：設(shè)計(jì)自由曲面反射系統(tǒng)
SYNOPSYS 提供可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)自由曲面的過(guò)程。閱讀幫助文件中的 FFBUILD。我們將展示如何設(shè)計(jì)一個(gè)具有自由曲面的反射系統(tǒng)。
第一步是初略的列出幾何圖形。這里有一個(gè)離軸三反鏡的例子:
光將從表面1的左側(cè)進(jìn)入，打到 2,3 和 4 的反射鏡，然后進(jìn)入 5 處的像面。這是 FFBUILD 的輸入：
FFBUILD
SYSTEM
ID EXAMPLE FFBUILD
OBB 0 2 12 2 2
WAVL CDF
UNI MM
CFOV
END
GEOM
2 MIRROR 0 0 140
3 MIRROR 0 40 30
4 MIRROR 0 40 120
5 IMAGE 0 -30 60 -7 7
END
SHAPES
2 ZERN
3 ZERN
4 ZERN
END
在這個(gè)例子中，反射鏡將被分配 Zernike 多項(xiàng)式，它接受多達(dá) 36 個(gè)系數(shù)，這些系數(shù)是表面上極坐標(biāo)的函數(shù)。由于 FFBUILD 僅支持具有雙邊對(duì)稱性的設(shè)計(jì)，因此不會(huì)使用 X 中的非對(duì)稱項(xiàng)。
以上輸入包含：圓形半視場(chǎng)角為 2 度，半孔徑為 25 毫米。
展開 設(shè)計(jì)仿真 | MSC Nastran助力AEH公司光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)
01
背 景
光學(xué)系統(tǒng)中常見的機(jī)械故障是支撐結(jié)構(gòu)的剛度不足。剛度對(duì)于保持光學(xué)元件的對(duì)中和實(shí)現(xiàn)足夠的光學(xué)性能至關(guān)重要。機(jī)械工程師有責(zé)任在機(jī)械設(shè)計(jì)中提供足夠的剛度。
光學(xué)工程師喜歡將機(jī)械工程師的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)入到他們的光學(xué)設(shè)計(jì)程序中來(lái)對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。這個(gè)過(guò)程包括將機(jī)械工程師的CAD模型導(dǎo)入到結(jié)構(gòu)分析有限元程序中，然后再將有限元分析結(jié)果導(dǎo)入到光學(xué)設(shè)計(jì)程序中。為了方便這個(gè)操作，光學(xué)工程師開發(fā)了解析器和插值器，這使得光學(xué)工程師可以觀察到機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)光學(xué)圖像的影響。光學(xué)程序通常是針對(duì)光學(xué)幾何的大位移非線性求解器。
對(duì)于機(jī)械工程師來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程有兩個(gè)缺點(diǎn)。首先，它需要一個(gè)比較完整的系統(tǒng)CAD模型，而這個(gè)模型只有在機(jī)械設(shè)計(jì)的后期才能給出。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)的缺陷只能在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程的后期才被發(fā)現(xiàn)。其次，通過(guò)解析器和插值器從光學(xué)效應(yīng)追蹤到可能導(dǎo)致光學(xué)問題的機(jī)械設(shè)計(jì)特征是有問題的。因此，難以對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制定合理、有效的變更。
光學(xué)工程師認(rèn)為需要使用他們的大位移非線性程序來(lái)分析機(jī)械變形引起的擾動(dòng)。然而，對(duì)于1米尺寸大小的結(jié)構(gòu)，光學(xué)元件允許的變形通常很小，在微米量級(jí)。對(duì)于這種大小的擾動(dòng)，可以表明工程精度不需要非線性求解器。事實(shí)上，可以認(rèn)為光學(xué)函數(shù)比固體力學(xué)函數(shù)更具線性，而有限元方法本身也是固體力學(xué)函數(shù)的線性簡(jiǎn)化。
02
挑 戰(zhàn)
機(jī)械工程師在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的工作是檢查機(jī)械設(shè)計(jì)空間，尋找潛在的光學(xué)問題。為此，機(jī)械工程師需要工具將設(shè)計(jì)的力學(xué)行為與系統(tǒng)的光學(xué)行為聯(lián)系起來(lái)。這些工具需要適用于早期簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)概念模型以及最終確定的詳細(xì)CAD模型，需要與光學(xué)工程師和機(jī)械工程師在項(xiàng)目后期可能進(jìn)行的任何分析保持一致。
展開 離軸反射式光學(xué)系統(tǒng)面型選擇及其優(yōu)化 | SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件課程第67課
<p>根據(jù)現(xiàn)代<span style="color: var(--weui-LINK);">光電信息技術(shù)</span>對(duì)信息發(fā)送、接收、轉(zhuǎn)換、傳遞與存儲(chǔ)功能的特殊需求，光學(xué)面形可由不規(guī)則、復(fù)雜非對(duì)稱的自由曲面隨意組合而成。光學(xué)中的自由曲面是指無(wú)法用球面或非球面系數(shù)來(lái)表示的曲面，主要是指任意非傳統(tǒng)、非對(duì)稱的曲面，以及微結(jié)構(gòu)數(shù)組和參數(shù)向量表示的任何形狀的曲面。</p><p> </p><p>采用先進(jìn)的數(shù)控超精密制造技術(shù)可直接加工出自自由曲面光學(xué)鏡面，能達(dá)到亞微米量級(jí)面形精度與納米量級(jí)的表面粗糙度。</p><p> </p><p>自由曲面廣泛的應(yīng)用在以下領(lǐng)域：投影鏡頭、衍射光學(xué)器件、頭盔式顯示器、車燈反射面、LED 照明系統(tǒng)、汽車 HUD 抬頭顯示、離軸系統(tǒng)等等。</p><p> </p><p>本文將在課程六十六中的自由曲面初始結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上展示使用 SYNOPSYS 軟件進(jìn)行離軸反射式光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及優(yōu)化過(guò)程。</p><p> </p><p>首先這里展示選取特殊面型作為反射鏡的方式：以上次課程中的優(yōu)化宏為例： </p><p><br></p><p><strong><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/sITFjEClTzAvwIeLdeYia5plHMVOx6TxbUN8icZIR2icFxuMnlMKNsyYTqvp0H21oDXJNEGbDavsqIZ14Aa09PbHA/640?
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