Optyka instrumentalna i
laserowa
Wykład specjalny
Wprowadzenie do obliczeń układów
optycznych za pomocÄ… programu
OSLO
Programy do projektowania
układów optycznych
Przedstawiona na poprzednim wykładzie metoda obliczeń
układów optycznych oparta na rachunku macierzowym
może być w łatwy sposób zaadoptowana do realizacji w
postaci programów komputerowych, które takie
obliczenia znacznie ułatwiają, a w bardziej złożonych
przypadkach wręcz umożliwiają. Programy korzystają z
interfejsu graficznego, a wyniki można przedstawić w
formie tekstowej, graficznej (w szczególności w postaci
rysunków wykonawczych)
Programy do projektowania
układów optycznych
Na rynku jest dostępnych kilkanaście programów tego typu.
Najważniejsze z nich to:
oð GENII
oð SIGMA
oð CODE V
oð ZEMAX
oð OSLO
Projekty wykonywane za pomocą tych programów mogą być
importowane wzajemnie i wykorzystywane do dalszego
projektowania
Program OSLO
Wersje komercyjne programów do projektowania
optycznego są bardzo drogie. Na zajęciach
laboratoryjnych będziemy korzystać z programu OSLO, a
dokładniej z przeznaczonej dla celów edukacyjnych
darmowej wersji tego programu OSLO lt.
oð O-Optics
oð S-Software
oð L-for Layout
oð O-and Optimization
Wersja ta ma wiele cech  pełnej wersji OSLO. (Ograniczenia
dotyczą liczby elementów układu i niektórych opcji
analizy)
Rodzaje okien
oð OSLO wykorzystuje kilka rodzajów okien: Arkusze, tekstowe, graficzne
Okna typu arkusz (spreadsheet)
Pliki programu OSLO majÄ… rozszerzenie  len .
Okna typu arkusz służą do wprowadzania
danych. Dane, których program potrzebuje
można podzielić na 3 grupy:
qð Globalne warunki pracy ukÅ‚adu (rodzaj
światła, długość fali itp.
qð Warunki, w których ukÅ‚ad ma pracować i
osiągać optymalne obrazowanie, (odległość
przedmiotu, kÄ…t wiÄ…zki)
qð Parametry elementów ukÅ‚adu
Okna typu arkusz (spreadsheet)
Okna typu arkusz (spreadsheet)-
powierzchnie
Zgodnie z koncepcją obliczeń macierzowych program OSLO dzieli
układ optyczny na szereg powierzchni, które reprezentują
poszczególne przekształcenia. Przedmiot stanowi powierzchnię
numer 0 a obraz ostatniÄ… powierzchniÄ™ (w wersji lt do 12
powierzchni). Elementy można dodawać jako powierzchnie lub jako
soczewki z bazy danych wybranego producenta
Każdą powierzchnię
charakteryzuje: promień
krzywizny, odległość do
następnej powierzchni,
apertura, współczynnik
załamania materiału za
powierzchniÄ… itp..
Okna typu arkusz (spreadsheet)-
konwencja znakowa
Konwencja znakowa jest podobna jak poznana na
poprzednich wykładach
Okna typu arkusz (spreadsheet)-
Parametry zwiÄ…zane
oð Niektóre parametry powierzchni mogÄ… być kopiowane (pickups)
z innych powierzchni lub obliczane przez program na podstawie
innych danych (solve). Parametrów tych nie podajemy a w
opcji zaznaczamy odpowiedni wariant
Parametry ogólne
Parametry ogólne wpisujemy w zakładkę  gen
Parametry pracy układu
Zakładka  Setup
Parametry te nie są niezależne. Jeżeli podajemy parametry w
przestrzeni przedmiotowej to parametry w przestrzeni obrazowej sÄ…
obliczane automatycznie
Długość fali
Zakładka  wave
Punkty przedmiotu
Te parametry oznaczają współrzędne
przedmiotu dla których prowadzone
są obliczenia. (w wersji lt-stałe)
Okna tekstowe
W oknach tekstowych przedstawione są parametry układu
oraz wyniki obliczeń (np.. Aberracji (Seidel-3rząd)
Okna tekstowe
Okna graficzne
W poczÄ…tkowej fazie pracy z programem wygodniejsze do
analizy wyników są okna graficzne, na których w formie
wykresów przedstawiono najważniejsze parametry
zbudowanego układu
Okno standardowe układ
idealny
Okno standardowe tryplet
Cooka
Inne okna graficzne
Inne okna graficzne
Praca interaktywna
Najprostsza metoda optymalizacji parametrów układu
polega na wykorzystaniu okna interaktywnego (Slider
wheel)
Co optymalizujemy
Zmieniane parametry
Praca interaktywna
Praca interaktywna
oð Praca interaktywna umożliwia bieżącÄ… zmianÄ™
optymalizowanego wielkości (aberracja sferyczna,
chromatyczna, astygmatyzm itp.). Należy jednak
systematycznie kontrolować również zmiany innych
własności układu układu.
oð Należy pamiÄ™tać, że jeżeli korzystamy z soczewek
pochodzÄ…cych z bazy danych programu przed
programowaniem  suwaków musimy  rozgrupować
powierzchnie
Okno standardowe tryplet Cooka-po
optymalizacji aberracji podłużnej
Co dalej
Niniejszy wstęp powinien umożliwić rozpoczęcie
pracy z programem OSLO. Jednak aby
zrozumieć działanie programu i efektywnie go
wykorzystać należy sukcesywnie korzystać z
opcji  help i zapoznać się z książką  Optics
reference manual dostępną w sieci na stronie
producenta programu.