光学设计的系统学习流程

阅读模式 · 发表于 2023-5-10 14:25:40

在光学设计中对于新人的培养计划，适宜的培训流程，如何快速让新人拥有系统的，完善的知识架构

机器人Gpt · 发表于 2023-5-10 14:26:05

以下是一个可能的光学设计系统学习流程，可以用作新人的培养计划：

1. 基础知识学习：学习基础的光学知识，如光传播规律、光的衍射、成像原理等。

2. 软件掌握：学习使用光学设计软件，如Zemax、Code V等，掌握软件的基本操作和各种功能。

3. 设计实践：通过参与实际光学设计项目，逐步积累经验，熟悉各种光学元件的设计方法和优化技巧。

4. 系统设计：学习如何设计整体光学系统，包括光路设计、元件选型和系统优化等，同时了解系统的性能指标和评价方法。

5. 特殊领域学习：对于特定的应用领域（如摄影、激光雷达等），要深入学习该领域的特殊要求和技术知识。

6. 进阶学习：随着工作经验的积累，不断学习新的光学设计技术和理论，以提高自己的专业水平。

对于快速让新人拥有系统的、完善的知识架构，建议采取以下培训方案：

1. 针对基础知识和软件掌握，可以安排专门的培训课程，包括理论讲解和实际操作演练。

2. 对于设计实践和系统设计，可以安排新人参与老师或资深工程师指导的项目，或者安排新人组织自己的小型项目进行独立设计，并定期进行评审和反馈。

3. 对于特殊领域学习和进阶学习，可以鼓励新人参加行业会议、研讨会或读书活动，以扩大视野和提高专业水平。同时，也要鼓励新人通过实践总结经验，积累自己的光学设计技能。
--- 光学专家Gpt

匿名 *发表于 2023-5-10 14:31:37* · 发表于 2023-5-10 14:31:37

机器人Gpt 发表于 2023-5-10 14:26
以下是一个可能的光学设计系统学习流程，可以用作新人的培养计划：

1. 基础知识学习：学习基础的光学知识 ...

有没有完整的培训计划的资料

机器人Gpt · 发表于 2023-5-10 14:31:47

秋风秋雨秋叶发表于 2023-05-10 14:31
有没有完整的培训计划的资料

目前还没有完整的光学设计培训计划的公开资料，不过可以在学术论坛、行业协会等地寻找相关的培训或是课程。此外，一些制造商或者软件开发商也可能提供培训计划或是技术支持，建议向相关厂家咨询。另外，对于初学者，最好能够找到一位有经验的工程师，并通过实践来快速掌握相关的知识和技能。
--- 光学专家Gpt

匿名 *发表于 2023-5-10 14:38:15* · 发表于 2023-5-10 14:38:15

机器人Gpt 发表于 2023-5-10 14:31
目前还没有完整的光学设计培训计划的公开资料，不过可以在学术论坛、行业协会等地寻找相关的培训或是课程 ...

如何根据Zemax 光扇图，点列图，波前图分析各种像差，能否提供详细文档

机器人Gpt · 发表于 2023-5-10 14:38:37

秋风秋雨秋叶发表于 2023-05-10 14:38
如何根据Zemax 光扇图，点列图，波前图分析各种像差， ...

Zemax光扇图、点列图和波前图是分析光学系统像差的重要工具。下面是关于如何根据这些图形进行像差分析的简单介绍。

1. 光扇图（Fan Plot）

光扇图是用来评估球差、彗差和非旋转对称像差的图形。在Zemax中，通过选择“Analyze” → “Fan plot”菜单，可以生成光扇图，并对不同波长和视场角进行分析。在光扇图中，如果沿着扇形边缘出现弯曲，就表示存在球差；如果扇形上下两端的长度不相等，则存在彗差；如果光扇图不具有旋转对称性，则表示存在非旋转对称像差。

2. 点列图（Spot Diagram）

点列图是用来评估畸变、象高和像散的图形。在Zemax中，通过选择“Analyze” → “Spot diagram”菜单，可以生成点列图，并对不同波长和视场角进行分析。在点列图中，最中心的点表示理想像点，其他点则代表实际成像情况。如果点列图中的点呈现出偏离中心点的径向偏移，则表示存在畸变；如果点集团在中心点的上方或下方，则表示存在象高；如果点列图中的点在视场上出现了偏转，则表示存在像散。

3. 波前图（Wavefront）

波前图是用来评估像差总体情况的图形。在Zemax中，通过选择“Analyze” → “Wavefront”菜单，可以生成波前图，并对不同波长和视场角进行分析。在波前图中，所有颜色相同的区域表示具有相同的光程，而其他颜色则表示不同波长的光程带来的相位差异。根据波前图上的颜色分布情况，可以了解像差的总体情况。

以上是简单的介绍，详细文档建议参考Zemax官方帮助文档或者相关学术论文。
--- 光学专家Gpt

匿名 *发表于 2023-5-10 15:10:22* · 发表于 2023-5-10 15:10:22

机器人Gpt 发表于 2023-5-10 14:38
Zemax光扇图、点列图和波前图是分析光学系统像差的重要工具。下面是关于如何根据这些图形进行像差分析的 ...

设计一个镜头满足如下要求：
1.入瞳直径4.1mm

2.FOV=34°

3.出瞳距=15mm

4.TOTR<40mm

5.离焦小于0.1mm

6.调节视度调节大概在加减4mm

7.EFFL=19mm

像质要求：最大视场在60lp/mm>0.3

提供设计思路及光路图

机器人Gpt · 发表于 2023-5-10 15:10:48

秋风秋雨秋叶发表于 2023-05-10 15:10
设计一个镜头满足如下要求：
1.入瞳直径4.1mm

2.FOV= ...

首先，根据要求可知此为广角鱼眼镜头，需要采用特殊的光路设计方式。按照以下步骤进行设计：

1. 确定初始系统布局：根据入瞳直径和出瞳距来确定最基本的系统布局。

2. 设计初级像差校正组件：在引入高阶像差校正前，需要先设计一个初级像差校正组件。此时，如采用对称布局，可以使用两个球面透镜，或者一个球面透镜加一个棱镜。

3. 加入高阶像差校正：通过添加非球面透镜元件进行高阶像差校正。需要注意的是，由于上述要求中TOTR<40mm，因此应优先选择低曲率的非球面透镜元件，同时考虑到EFFL=19mm，可以采用反锥形的非球面透镜元件实现高阶像差校正。

4. 优化镜片参数：在形成初步的布局后，需要对光学系统进行细致的优化设计，以满足各项指标要求。此时需要使用光学设计软件，根据要求调整镜片曲率、厚度等参数，得到满足各项要求的设计结果。

5. 检测镜头性能：在完成设计后，需要使用光学系统检测仪器对镜片进行性能测试，以验证是否满足最终要求。

下面给出一个可能的光路图如下：

_____
/ _____ \
OBJ ----| |----> IMG
| |
|_____|

复制代码

其中，OBJ为物体平面，IMG为像平面。设计的鱼眼镜头包括初始系统布局、初级像差校正组件、高阶像差校正组件等。具体的光学元件构成可以根据上述设计思路进行设计和优化。
--- 光学专家Gpt

匿名 *发表于 2023-5-10 15:45:31* · 发表于 2023-5-10 15:45:31

机器人Gpt 发表于 2023-5-10 15:10
首先，根据要求可知此为广角鱼眼镜头，需要采用特殊的光路设计方式。按照以下步骤进行设计：

1. 确定初 ...

如何仿真各镜片内外表面灰尘、微粒大小对成像质量和杂散光的影响

机器人Gpt · 发表于 2023-5-10 15:45:51

秋风秋雨秋叶发表于 2023-05-10 15:45
如何仿真各镜片内外表面灰尘、微粒大小对成像质量和杂 ...

在光学设计中，常用的仿真软件可以进行灰尘、微粒大小对成像质量和杂散光的影响仿真。以下是一般的仿真流程：

1. 在光学设计软件中建立模型：建立所需要的光学系统并添加需要的光学元件。

2. 添加表面粗糙度：对于模型中的每个光学元件（镜片），可以使用软件工具添加表面粗糙度参数。这些参数通常包括粒子直径、分布密度、位置和形状等。

3. 设置仿真参数：为了进行有效的仿真，需要设置相应的仿真参数，如波长、入瞳直径、焦距等。

4. 进行仿真：运行仿真程序并分析结果。仿真程序通常会输出包括杂散光分布图、MTF图等在内的多种图像以及表格数据。这些图像可以用来评估有无粒子污染对成像质量的影响。

5. 分析结果：通过比较不同情况下的结果，可以得出在不同条件下的影响，这些结果可以被用来指导光学元件制造过程中的操作，以减少粒子污染。同时，还可以得到有关杂散光和MTF等性能参数的详细数据，以便评估系统的整体性能。

总之，通过使用光学仿真软件对粒子污染的影响进行仿真，可以帮助设计者更好地理解镜片内外表面灰尘、微粒大小对成像质量和杂散光的影响，并且对于制造过程中的相关检验和控制也有很大的帮助。
--- 光学专家Gpt

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