Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )



Гостевой доступ к форуму из Москвы: Телефоны: +7(495)7859696,7376201,7376233,7868796,7390241 Login: demo Password: demo
6 страниц V  1 2 3 > »   
ОтветитьСоздать новую тему
> САПР: AutoCAD 2002, 2004, SolidWorks 2006, Системы автоматизированного проектирования
dron
сообщение Sep 5 2006, 14:42
Сообщение #1


Постоянный пользователь
****

Группа: Новички
Сообщений: 380
Регистрация: 2-June 06
Из: Южное Бутово
Пользователь №: 413
Заходит на форум с гостевика.



ninja.gifКто увлекается программами САПР на компьютере: AutoCAD, SolidWorks, Inventor, 3D Studio max...
У меня есть AutoCAD 2002, 2004, SolidWorks 2006, книги и видео обучение для AutoCAD 2004

Почему-то у меня слетает каждый день AutoCAD 2004(Fatal error...)
А где можно научиться с ними работать?

ohmy.gifУ кого есть Trace PRO или ZEMAX для SolidWorks


--------------------
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 5 2006, 17:18
Сообщение #2


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Когда-то я имел дело с AutoCAD по работе. Но тогда это был AutoCAD версии 10 (официально куплен на той фирме, где я работал) и 11-12 (был выпущен, и у нас стоял, но официально не куплен) под MS-DOS. А Windows-95 тогда ещё не было (Windows 3.0 никто всерьёз не воспринимал).

Сейчас у меня есть 2 дистриба ACAD 2004, и с них он встаёт по-разному. Ессно, кряки. Так что, если что-то слетает, то может, попробовать другой кряк?

Но это он у меня так, дома, чисто для себя, чтобы самому поиграться. Кстати, я его держу у себя именно для работы с той своей самодельной программой, о которой немножко дальше.

А что такое ZEMAX для SolidWorks?
Насколько мне известно, ZEMAX - это самостоятельная программа, очень навороченная, но не "для чего-то", а сама по себе. Она у меня есть. И предназначена она для расчёта оптических систем, и в этой области круче неё только Систем-Файв. А есть в этой области ещё Осло, Атмос и много чего ещё. Может быть, речь идёт о каком-то плагине или программе-конвертере, которая позволяет передавать данные (представление модели оптических систем) между ZEMAX и SolidWorks?

Коль скоро тут упомянут ZEMAX, то есть, какое-то отношение к расчёту оптических систем...

Кстати, лично у меня есть такая самоделка на тему расчёта оптики (я её сам написал), которая реализована на языке АвтоЛИСП - именно под AutoCAD. Работает под AutoCAD 2000 и 2004 (под 2005 тоже должна, но не проверял). Первоначально она писалась под DOSовский ACAD 10.x, но сейчас тот её вряд ли уже потянет. Да и кодировка русских букв там другая... Короче, про древние версии AutoCAD можно забыть. 14 не пробовал, для Windows начиная с 2000. Там у меня строится модель оптической системы в собственном представлении, и она отображается средствами AutoCAD в виде довольно примитивных "проволочных" моделей (т.е. геометрических построений, состоящих из линий, дуг, окружностей и некоторых кривых типа сплайнов, но без использования автокэдовских понятий о поверхностях (Surface) и объёмных телах (Solid), хотя линии располагаются в 3-мерном пространстве). Модель оптической системы у меня имеет 3-мерное внутреннее представление с ТОЧНЫМ математическим описанием всех поверхностей. То есть, без аппроксимации многогранниками и ломанными линиями. У меня там представляются прверхности различных типов: плоскости, конические, цилиндрические, сферические, поверхности вращения конических сечений (параболоиды, гиперболоиды, эллипсоиды, сплюснутые сфероиды), полиномиальные (планоиды и т.п.). То есть, практически охватывает все типы поверхностей, которые используются в практической оптике. Даже с крутой асферикой. Например, модель камеры Шмидта или Райта - без проблем. Поверхности этих типов представляются точным аналитическим описанием, но для целей визуализации (и только для них) иногда используются приближённые представления (сплайны и т.п.). Все расчёты касаемо оптики исходят из внутреннего представления с аналитическим описанием.

Имея такую модель, моя программа может делать трассировку модельных лучей света (по одному лучу или сразу пучком). Пучок может быть одноцветным или многоцветным, но каждый модельный лучик света имеет свой цвет. У меня там может быть определено несколько цветов (от 1 до 7), для каждого "цвета" подразумевается некоторая длина волны, и все прозрачные материалы (сорта стёкол) описываются показателями преломления для каждого цвета. Таким образом, учитывается дисперсия.

Результаты трассировки отображаются линиями (отрезками) в 3-мерном пространстве. По результатам трассировки можно оценивать аберрации оптических систем, строить спот-диаграммы пятна рассеяния, делать некоторые статистические расчёты, искать оптимальное сечение пучка света по разным критериям... Пятно рассеяния можно сравнивать с дифракционным пределом (размером кружка Эйри) и делать соответствующие выводы.

В качестве примеров там есть дополнительные программные модули, которые расчитывают модели оптических систем для телескопов схемы Ньютона и Кассегрена (и его модификаций: Ричи-Кретьена, Долла-Керкэма-Максутова, со сферическим зеркалом и т.п.). Этими модулями строится целостная модель системы с главным и вторичным зеркалом, находятся оптимальные размеры, расстояния, толщины, радиусы кривизны, эксцентриситеты...

Для моей программы прилагаются примеры расчёта конкретных оптических систем (телескопы системы Ньютона, Кассегрена, Ричи-Кретьена, Максутова, Шмидта, Райта, Волосова...). Имеются некоторые реальные расчётные данные на продукцию Новосибирского приборостроительного завода (НПЗ).

Сама эта программа у меня ориентирована на любительское телескопостроение.

Если надо, то могу кинуть свою прогу. Правда, описание немножко устарело...


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
dron
сообщение Sep 6 2006, 17:03
Сообщение #3


Постоянный пользователь
****

Группа: Новички
Сообщений: 380
Регистрация: 2-June 06
Из: Южное Бутово
Пользователь №: 413
Заходит на форум с гостевика.



О это к моему отцу, он по оптике работает и делает волокно
И кстати, он скачал твою прогу давно и видел твою фотку

Новые Кнопки не появляются, как вести редактор линз, ничево в AutoCade не появилось, не понятно как пользоваться.
Должен ли появится новы интерфейс

Сообщение отредактировал dron - Sep 6 2006, 17:36


--------------------
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 6 2006, 18:52
Сообщение #4


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Да, моя прога лежит где-то на форумах www.astronomy.ru/forum и www.starlab.ru . Где точно - уже не помню (чтобы глянуть, нужен полный инет, а я сейчас в халяве), но там они уже опустились на 2-3-ю страницу, и закопались...

Там, на форуме, у меня довольно много писанины, есть ещё прикреплённые файлы текстового типа... Если их все прочитать, то многое должно стать ясно. Ну и, разумеется, версии... Последний раз я обновлял свою прогу в начале августа, до этого - в мае, а если было скачано что-то раньше (декабрь-январь), то там ещё не было меню... Я уже не помню, что тогда было. Сырятина. Но мне приходилось иметь дело с людьми, которые скачали самую первую сырую и глючную версию в мае прошлого года, и ещё чего-то хотят. Ещё одна ошибка - брать один архив от какой-то древней версии, а другой от более новой, и распаковывать их в одно место. Смесь модулей от разных версий может не работать и глючить как угодно. Обновлённая версия должна быть поставлена только целиком.

Вкратце. Чтобы моя прога работала (и делала это правильно), её надо должным образом установить. Но специального установщика у меня нет, поэтому что кое-что придётся сделать ручками. Это не сложно, но нынешний избалованный юзер, похоже, не привык.

1) Распаковать архивы (а у меня их там 4: первые два - программы, потом идут примеры и документация, которая, впрочем, устарела). Программные модули должны быть свалены в одну папку. Архивы типа ZIP сделаны так, чтобы занимали не более 80 Кб (это требование файлообменника на том форуме). Группировка файлов по архивам не имеет отношения к их "степени важности". Распаковывать нужно оба, от самой последней версии.

2) Сделать этот путь каталога (папки) доступным для AutoCAD. Для этого надо залезть в настройки конфигурации ACAD (из меню: Tools --> Options --> вкладка "Files" --> раздел "Support Files Search Path") и прописать там ту папку, где размещены файлы моего комплекса. Тогда уже в этом сеансе можно попробовать загрузить его командой (LOAD "OPTIC"). Автоматически же (через файл автозагрузки ACAD.LSP) он обнаружится и сам загрузится только в следующем сеансе. Но тут возможна засада: может быть установлено какое-то другое программное расширение для AutoCAD, и там имеется свой файл ACAD.LSP... Тогда может возникнуть конфликт, разрулить который можно через привязку к "текущему каталогу" для данного сеанса AutoCAD.

Как вариант, можно запускать AutoCAD таким образом, чтобы "текущим каталогом" (текущей папкой) для данного сеанса работы AutoCAD была именно тот каталог (папка) где размещены мои файлы. Текущий путь каталога (папки) доступен для AutoCADа всегда (независимо от того, упомянут ли он в конфигурации), и имеет приоритет над другими. Ещё есть такой вариант: в качестве "доступных путей" файлов поддержки для AutoCADа (см. выше) прописываются относительные пути ".." и (или) "..\..", а "текущим" путём каталога (текущей папкой) делается какой-либо из вложенных (на один или два уровня соответственно) от того места, где расположены мои программы. Например, примеры, рабочая папка и т.п. расположенны как вложенные для той папки, где установлены (размещены) файлы самого комплекса OPTIC. Лично я у себя именно так и сделал. Просто, у меня есть несколько комплексов (в том числе, разных версий OPTIC - все старые, "официальная", в раработке...), которые могут "драться" между собой, и я их разруливаю привязкой к текущему каталогу. А будучи запущен из другого места, AutoCAD ничего не знает ни о каком OPTICе, будто бы его и нету вовсе.

Вообще, привязка доступных для AutoCADа путей каталогов к "текущему" пути позволяет гибко управлять доступностью моих программ: из одних папок они "видны", и тогда они сами грузятся, в других же оказываются "не видны". Это позволяет избежать конфликтов с другими программными комплексами под AutoCAD, которые тоже используют свой собственный лисп-файл автозапуска ACAD.LSP... Тогда всё просто: если что "видно", то оно грузится и работает, а нет - то нет. Это зависит от того, какой путь каталога (папки) для AutoCADа сейчас "текущий".

Заданный "текущий" путь каталога (текущая папка) для сеанса AutoCAD получается проще всего если AutoCAD запускается из командной строки простой командой ACAD из-под какого-нибудь нортон-подобного файлового менеджера типа Total Commander (Windows Commander), DisCommander, FAR, и даже Northon Commander (для DOS или Windows). Тогда отображаемая в активной панели папка - это и есть текущая. И любая программа, запущенная из командной строки, наследует этот путь текущего каталога (папки). Или когда открывается AutoCADом файл типа .DWG - из любого файлового менеджера и даже из Проводника Windows (но у Проводника нет командной строки, откуда можно было бы просто запустить AutoCAD без открытия им файла).

Но если AutoCAD запускается через ярлык на Рабочем столе, либо через меню Windows ("Пуск" --> "Программы" -->...), то какая папка для этого сеанса AutoCAD вдруг окажется "текущей" - фиг её знает! Похоже, обычно "Мои документы", но в общем случае - не факт. Кроме того, это зависит от самого ярлыка. Стартовый "текущий" путь каталога может быть (а может и не быть) указан в самом этом ярлыке. Это можно посмтореть, задать и изменить в его "свойствах". Именно ярлыка, а не самой программы ACAD.EXE . К одной программе ACAD можно наделать кучу разных ярлыков, расположить их в разных местах, и у каждого задать свои "свойства". А что там сидит изначально... Смотря как этот ярлык был создан. Например, там может оказаться путь расположения файла ACAD.EXE (скорее всего это "C:\Program Files\AutoDesk\ACAD2004" или что-то в этом роде). В любом случае, это будет не тот путь, по которому расположены файлы моего комплекса OPTIC, и AutoCAD может их не найти.

Прописка пути установки комплекса OPTIC среди доступных AutoCADу как "Support Files Search Path" в его конфигурации лишь частично решает проблему. Да, сами программные модули и меню станут доступны. И даже будут грузиться (меню появляется). Но откуда будут браться файлы для загрузки моделей оптической системы (в моих понятиях - файлы типа LNZ)? И куда они будут по умолчанию сохраняться? В "Моих документах"? Или где установлен сам AutoCAD? Или где? Можно, конечно, задавать полные пути...

Короче, вот так. Скорее всего, дело в этом. AutoCAD, скорее всего, просто не знает, что где-то есть такой комплекс программ OPTIC, и его надо грузить...


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 6 2006, 21:04
Сообщение #5


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Далее. Положим, произошло чудо, и программа встала (увиделась) в AutoCADe

Цитата(dron @ Sep 6 2006, 19:03) *

Новые Кнопки не появляются, как вести редактор линз, ничево в AutoCade не появилось, не понятно как пользоваться.
Должен ли появится новы интерфейс

Что должно появиться в AutoCAD (да и то, только начиная с майской версии этого года) - это только новый раздел меню "Оптика" (выглядит оно по-русски в любой версии AutoCAD, но если версия AutoCAD и вообще Windows - чисто английские, и там вообще не установлены русские шрифты, то там может быть видна крокозябра, как, впрочем, и везде, где у меня появляются сообщения по-русски... Это уже не лечится.). Этот пункт меню встаёт в Главном меню AutoCAD (в самой верхней строчке) между "Окно" (Window) и "Помощь" (Help) как предпоследний там раздел. По выбору этого слова в Главном меню (верхней строчке) выпадает меню, в основном, двухуровневое, но иногда встречается третий уровень. Там собраны вызовы команд-функций, которые, впрочем, можно вводить и с клавиатуры как обычные команды AutoCAD. Лично мне - легче с клавиатуры (просто, я свои команды наизусть помню).

Новый интерфейс появится вряд ли. Судя по количеству заинтересованных пользователей программы - без мазы. Их всего человек 15. Лично мне - на фиг не надо. Я до упора (до декабря прошлого года) я держал совместимость с древними версиями AutoCAD под DOS (13 Eng и 12 Rus), а сейчас уже просто не тестирую там. Но такого меню там точно нет. Там оно другое. То, что я реализовал, под DOSом не работает. А до этого я обходился только интерфейсом командной строки.

Какой такой "редактор линз"? Всё намного примитивнее. AutoCAD остаётся как он есть. И ничего сам не делает. Просто, когда моя система установлена (подгружается, и даже делает это автоматически), то становятся доступны некоторые команды-функции (они вызываются как команды или через моё меню), которых изначально в AutoCADe нет. А уж вызывать их или не вызывать - это дело пользователя.

Для каждой операции есть своя команда-функция. Как я уже сказал, её как команду можно вызвать (запустить на выполнение) через командную строку или через меню. Это без разницы. Далее идёт обычный диалог в стиле командной строки - как в достопамятные DOSовские времена. И вообще, этот диалоговый интерфейс присущ DOSовским версиям AutoCAD.

Диалог ведётся в области командной строки или в текстовом окне, которое появляется при нажатии F2 (в старых DOSовских версиях AutoCAD - F1). В текстовом окне смотрится иногда лучще - когда выводятся много строк (прдробные подсказки, перечни...). Но оно может накрывать графическое окно... Ну, тогда F2 - переключение обратно...

Никакого "редактора линз" . Есть команда (команда-функция) создания новой линзы (например, OPCONSTR или OP_PRM_CONSTR), есть для перемещения, поворота, копирования...
При запуске команды начинается диалог. Например, при создании новой линзы запрашивается её имя (как её назвать), далее точка привязки, направление оси... Точки и направления можно вводить мышкой в графическом окне (и даже с привязкой к сетке или к геометрическим объектам), но чаще (и осмысленнее) координаты приходится вводить с клавиатуры. Например, "0,0" - привязка к началу координат, а "@1,0" - ось в горизонтальном направлении вдоль оси X слева направо. Далее вводятся диаметры, толщины, типы поверхностей, радиусы кривизны и прочие параметры. В конце вводятся свойства материала (показатели преломления, либо имя материала из перечисленных, если они определены) и атрибуты каждой поверхности (прозрачная, зеркальная или чёрная) соответственно для двух рабочих поверхностей, боковой, внутреннего отверстия (если есть) и фасок (какие есть). Атрибуты вводятся ключевым словом (можно по первой букве этого слова).

А для редактирования внутренних параметров - есть только OP_PRM_EDIT (и то, только для параметризованных модельных тел, которые сделаны командой OP_PRM_CONSTR) Там интерфейс - ещё "круче". В стиле DOSовской программы FDISK. Там сначала надо указать линзу. Она указывается по имени (как названа при создании), либо тыкается указателем мыши. Если мимо (или имя неверно), то запрос повторяется. Далее выводится список параметров линзы. Это - нечто. Всего параметров - до 35, но обычно используются не все. Для каждого параметра выводится текущее значение. Но если надо его изменить - надо ввести НОМЕР параметра. Все они пронумерованы, но некоторые номера параметров (которые для данной линзы не используются) могут быть пропущены (вводить эти номера и пытаться изменить такие параметры можно, но без толку). Некоторые параметры (не все) могут быть указаны ключевым словом. Так может быть выбрана "точка привязки", "направление оси" или "свойства материала" (показатели преломления). Тогда их можно указать специфическим способом - точку или направление - мышкой в графическом окне, а материал - по имени (из перечня). Если параметр указывается по номеру, то его значение может быть введено только с клавиатуры (никаких мышей). Если номер параметра введён верно, то ещё раз выводится полное название и значение этого параметра, и тут можно ввести новое значение (пустой ввод - оставить как есть). После ввода (пустого или нового значения) снова выводится список параметров, и можно изменить другой параметр, введя его номер. Пустой ввод - конец диалога.

Интересно, что значения параметров можно вводить не только числами, а ФОРМУЛАМИ. Это актуально только для тех параметров, которые задаются числом (для них предусмотрен числовой тип). Впрочем, которые задают точки и направления, это тоже можно, но с некоторыми ограничениями. Формула - это может быть имя глобальной переменной, вызов функции по-лисповски или математическое выражение в инфексной записи (как в математике и большинстве обычных языков программирования). Формула распознаётся, преобразуется в лисп-форму и вычисляется. Так можно создавать ДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРИЗОВАННЫЕ МОДЕЛИ - когда параметры сразу нескольких (разных) линз, в том числе, положения точек привязки, хитро зависят (по сколь угодно сложным формулам) от одной или нескольких глобальных переменных. Разумеется, те глобальные переменные должны быть предварительно определены, и им присвоены значения (как правило, числовые), при которых все формулы, которыми заданы какие-либо параметры каких-либо линз, должны быть вычислимы и давать результат (как правило - числовой, но иногда - как точку или направление - список чисел), который имеет нужный тип и осмысленное значение. Впрочем, присвоить значение переменной можно "на ходу" - в ходе диалога команды-функции OP_PRM_EDIT.

Регенерация (перерисовка графического отображения) выполняется при завершении команды-функции (всего диалога).

Трассировка модельных лучей смета и анализ результатов этой трассировки выполняется отдельными командами-функциями. У каждой из них - свой диалог. Прервать любую команду-функцию (диалог) можно нажатием Esc, но это считается "аварийное завершение". Лучше завершать диалог как предусмотрено (обычно, потенциально бесконечный цикл вопросов-ответов завершается пустым вводом).

А в промежутках между командами функциями, относящимися к OPTIC (вне можно выполнять любые команды AutoCAD на общих основаниях. Одну и ту же или разные команды-функции можно повторять и вызывать в любом порядке. Таков, вот, стиль. Кому он не нравится - увы и ах.


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 6 2006, 21:21
Сообщение #6


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Кстати, на форуме "Звездочёта" моя программа лежит в ветке форума (раздел "Астрономия и компьютеры") по линку

http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,9001.0.html

Обновлённая версия - в самом последнем посте, но документуха - в первом. Там действуют какие-то странные ограничения в использовании файлообменника, так что приходится извращаться.


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
dron
сообщение Sep 7 2006, 14:24
Сообщение #7


Постоянный пользователь
****

Группа: Новички
Сообщений: 380
Регистрация: 2-June 06
Из: Южное Бутово
Пользователь №: 413
Заходит на форум с гостевика.



Инета нет, как сделать, чтобы с компа пошло управление на волоконный прибор(на кристалл), драйвер нужен, нужен расчет внутри оболочки волокна, чтобы луч пошел и как расчитать как будут располагаться линзы для фокусировки лазерным лучем


--------------------
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 7 2006, 19:14
Сообщение #8


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Если речь идёт о готовом волоконно-оптическом приборе такой-то фирмы, то весь интерфейс с компьютером, драйверы, руководства и всё такое прочее должно быть обеспечено производителем. У меня такого прибора нет, и я по ним ничего не знаю. Наверное, если у кого есть сам такой прибор, то где-то должна быть инструкция. А как он там устроен внутри - не важно. Зачем тут могут быть нужны какие-то свои оптические расчёты?

Если же кто-то сам занимается проектированием и изготовлением таких приборов...

Что творится внутри световодного волокна - это моя программа не считает. Да и ZEMAX тут вряд ли поможет. Я не знаю, какие там применяются кристаллы (могу только догадываться исходя из самых общих представлений в области физики твёрдого тела, какие у меня есть).

Но если взять само по себе оптическое волокно (световод), то работает он тривиально просто. Просто, оно проводит свет внутри себя, и не выпускает его наружу. Только и всего. Обычно волокно довольно тонкое, и геометрическая оптика там не вполне адекватна. При таком сечении существенна дифракция света, и она там собою всё определяет. Но на самом деле всё получается гораздо проще. Световой импульс (сигнал) в волноводе, сечение которого сравнимо с длиной волны этого света, ведёт себя как одномерный объект в одномерном пространстве. Только и всего. Даже паче того, некоторые нелинейные среды могут создавать в себе оптические солитоны. Это когда сигнал стремится принять определённую форму, а приняв её, далее стремится её сохранить, препятствуя любым внутренним и внешним возмущениям. Но если даже без нелинейной оптики, то в световодах просто оптический сигнал передаётся очень точно. Короче, что даём на входе, то и получаем на выходе. Затухание, рассеяние, диссипация и т.п. в современных оптических волноводах может быть на много порядков меньше чем аналогичные характеристики электрических проводников (кроме, может быть, сверхпроводящих). Таким образом, это просто почти идеальный проводник сигналов - без искажений, абсолютно нечувствительный к внешним наводкам электромагнитным... Хоть ядрёна бомба рядом рванёт, а ему - всё пофиг. Кроме того, в одном световоде можно одновременно передавать десятки тысяч сигналов разного цвета, и на выходе различать можно их, так что они совершенно не мешают друг другу. Но реальной современной аппаратуре ещё далеко до теоретической пропускной способности оптоволокна.

Но как я представляю, практически задача стоит по-другому. Чтобы задействовать оптоволокно (то есть, жгут световодных волокон), надо либо к каждому отдельному световодному волокну подвести модулирующий передатчик сигнала (лазер), а с другого конца - приёмник. Можно там и там повесить сразу то и другое сразу. Как их развязать - не знаю. Но оптика тут ни при чём. Тут ближе просто физика твёрдого тела, технология и т.п.

А есть и другой подход. Не знаю, насколько он применяется практически. Но тем не менее. Наверное, можно взять некую активную матрицу (например, состоящую из полупроводниковых лазеров или просто светодиодов, либо со сквозной подсветкой, но сама эта матрица располагается на одном кристалле такого-то размера) и как-то спроецировать её на срез оптоволоконного жгута. А на другом конце - тоже будет срез этого жгута, и его можно спроецировать на приёмную матрицу (тоже на одном кристалле, типа, ПЗС). Размеры матриц (приёмной и передающей), и сечение световода могут быть разными. Тогда проецировать нужно в каком-то масштабе, отличном от 1. Это элементарно просто. Используя довольно простые светоделительные элементы (типа кубиков или полупрозрачных зеркал), можно задействовать этот жгут (каждое отдельное его волокно) в обоих направлениях, обеспечивая полный дуплекс. Там и там будут независимые приёмные и передающие матрицы, но они друг другу могут практически не мешать. Особенно, если использовать двоичное кодирование и разумный пороговый уровень при восприятии сигнала.

В этом случае задача понятна. Есть матрица. Приёмная или передающая - не важно. Положим, она реализована на плоской стороне одного кристалла. Есть срез световодного жгута. Тоже, положим, плоский (хотя можно сделать какой угодно: выпуклый, вогнутый). Нужен хороший проекционный объектив. Только и всего. Причём, он может быть одинаковый с той и другой стороны. А если нужен дуплекс, то с каждой стороны ставится светоделительный элемент (кубик) и с кажой стороны ставятся два таких объектива. Не в этом суть. Просто, нужно иметь такой проекционный объектив, который может отобразить элемент матрицы на срез волокна световода (один или несколько - для пущей надёжности) и наоборот. Разумное требование - один в один. И чтобы он обеспечивал соответствие элемент-элемент на передающем и приёмном конце (это для матриц, а не волокон, хотя можно подогнать и под волокна). И чтобы засветка от соседних элементов была достаточно мала. Ну, будет-то она всегда, но её можно сделать меньшн порогового уровня для принимающей стороны.

Тогда требования понятны. И с помощью программ для расчёта оптики можно расчитывать такой проекционный объективчик. И прикинуть, какое качество он может обеспечить.

Лазерный луч обычно монохромный. С монохромом работать проще. Там вообще не надо думать о хроматической аберрации. Для лазеров обычно применяются однолинзовые объективы, либо, максисум, двухлинзовые системы (например, преобразователи). Но дабы обеспечить должное качество, поверхности таких линз обычно делают асферическими. Если в многолинзовых системах (даже в простейшем клеенном ахроматическом дублете), где поверхностей, как минимум, три, там уже возможно исправление сферической аберрации (хотя бы второго порядка) за счёт радиусов, толщин... А чего, три радиуса, две толщины... "ручек" хватает. Но, вот, у одной линзы есть только два радиуса кривизны и одна толщина. Сферическая аберрация в этом случае давится только асферикой поверхностей...

Ну, посчитать, какая нужна асферическая поверхность - это как два пальца. А, вот, как её сделать... Но это уже совсем другая история. А если все поверхности должны быть сферическими... Тоже можно. Только тогда придётся многолинзовую систему. Но если наплевать на хроматизм (лазер же монохромный!), то считать будет проще. И линз нужно меньше. Можно забацать двухлинзовый апланат. Можно даже анастигмат. Смотря какое поле надо обеспечить. Линейное поле - это размер среза световода. Или элемента какой-то матрицы...

А какое дужно качество? Какое разрешение? А каково сечение одного световодного волокна? Сколько их в жгуте? Каков размер элемента матрицы (приёмной и передающей)? Какого диапазона свет используется (ИК, видимого, УФ...)?

По идее, реально сделать объектив с разрешением 1 мкм в видимом спектральном диапазоне. Это 1000 линий на мм. Можно даже порядка 0.5 мкм (2000 лин/мм), но это уже на грани фола. Там тогда коэффициент передачи контраста будет меньше половины (типа, что-то различается на уровне глюков - и ладно). То есть, соседние элементы будут влиять друг на друга, засвечивать и всё такое. А 1 мкм - это можно разрешать надёжно, с контрастом не хуже 0.8 - то есть, вполне достаточно. Но числовая апертура такого объектива должна быть порядка 1. Ещё можно погрузить всё это дело в жидкость (специальное прозрачное масло). Тогда числовую апертуру можно (проще) сделать больше. Но всё равно, теоретически достижимое линейное разрешение ограничено длиной волны света. При всех ухищрениях 0.4-0.5 мкм - это теоретический предел. Можно, конечно, взять синий лазер, или уйти в область УФ. Но для УФ диапазона очень мало материалов, обеспечивающих нужную прозрачность (кварц, флюорит... Вот, пожалуй, и всё!).

Вообще же, объективы с такими характеристиками (и с маслянной иммерсией) - обычное дело в микроскопии. К тому же, там у них исправлена хроматическая аберрация (что для лазерного света совершенно излишне). Но поле зрения там составляет, дай бог, 0.1 - 0.2 мм (а больше там и не надо). По такой характеристике как количество элементов разрешения на всём поле зрения это не самые лучшие системы.

А если сечение волокон составляет порядка 10 мкм (сотая доля миллиметра, тем не менее), то тут дифракционные ограничения уже не столь важны. Можно обойтись числовой апертурой 0.15-0.2, и даже 0.1. Сойдёт оптическая схема практически любого фотографического объектива, смасштабированная в 3-5 раз в сторону уменьшения. Хороший фотообъектив строит изображение, которое ложится на 10-мегапиксельную матрицу (где-то я слышал про 25 мегапиксел, но это удовольствие стоит примерно столько же килобаксов), то есть, он мог бы обслужить световод из 10 млн. световодных волокон (ну ладно, пускай 2.5 млн, если нужен самый высокий уровень передачи контраста). К тому же, опять же, основной бич фотографической оптики - это хроматизм (вторичный спектр, сферохроматизм, хроматизм увеличения...). А для лазерного света это совершенно не существенно. Он же монохромный! Так что, сделать проекционный объектив такого качества - как два пальца. Для монохромного света он будет даже не такой дорогой.

А если волокон в жгуте существенно меньше, ну, там, порядка хотя бы 1 млн или ещё меньше того (десятки-сотни тысяч), то чисто оптически обеспечить проекцию "элемент передающей матрицы" - "волокно световода" - "элемент принимающей матрицы" с однозначным соответствием - это было бы совершенно не трудно. Это соответствует качеству оптики дешёвой "мыльницы". Тем более, если это всё в монохроме. Тут, имхо, достаточно простенького 2-линзового объективчика без асферики или одну толстую линзу с асферикой.

Насколько мне известно, например, в лазерных дисководах для фокусировки применяется одна линзочка. Но она асферическая. Пластиковая. Видимо, просто штампуется в массовом количестве. А уж штамп-то для неё можно один раз постараться сделать как следует. Даже с крутой асферикой. И точностью порядка сотых долей микрона. Америкосы, вон, научились штамповать из пластика довольно крупную оптику (размером 100-150 мм, а может уже и 200). Качество, правда, чуть уступает традиционной стеклянной, но не намного. Для ширпотреба - самое оно. И нешто это оборудование через 2-3 года не окажется в Китае? Но то - в Китае. А у нас оно не окажется. Никогда.


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
dron
сообщение Sep 8 2006, 14:26
Сообщение #9


Постоянный пользователь
****

Группа: Новички
Сообщений: 380
Регистрация: 2-June 06
Из: Южное Бутово
Пользователь №: 413
Заходит на форум с гостевика.



не хрена, луч не так пошел, Автолисп говно, печка сломалась, расчет галимый получил - все в жопе
Сам рассчитать побробуй


--------------------
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 8 2006, 16:12
Сообщение #10


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Луч не так пошёл - значит он и по жизни не так пойдёт. Значит, так система задана. Автолисп не виноват в этом.

Не нравится - юзай Земакс, Осло, Систем-файв, Атмос... Я тебе в личку кинул линк на то место, где всё это можно сдуть. Там даже документуха по-русски лежит.


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
dron
сообщение Sep 10 2006, 19:32
Сообщение #11


Постоянный пользователь
****

Группа: Новички
Сообщений: 380
Регистрация: 2-June 06
Из: Южное Бутово
Пользователь №: 413
Заходит на форум с гостевика.



Решите задачу:
С торца волокна выходит излучение диаметр волокна 0,4-0,6мм, длина волны 10,6мКм, аппертура 0,25 - sin угла между крайнем лучем и осевой линией, материал линц цинк, селен(n показатель преломления 2,4), фокус первой линзы 38,73мм, радиус 108,44, торец волокна находится в фокусе этой линзы, вторая линза находится на расстоянии 89мм от первой, фокус второй линзы 77,46, радиус 216,9мм
Обе линцы двояко выпуклы, толщиной 5мм
Вожно ли получить в фокусе второй линзы диаметр пятна 200-400мКм.
В Zemax рассчет показал если диаметр волокна 0,5мм, диаметр выходного пятна 1мм. Это ясно из соображ.
Диаметр выходного пятна равен диаметру торца умноженного на(фокус фторой линзы делить на фокус первой)
Вожно ли в вашей программе использовать асферические линзы.
Нас интересует найти систему линз, чтобы диаметр на выходе был 200-400мКм при диаметре линц 20мм и длине всей системе 205мм.


--------------------
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 11 2006, 18:16
Сообщение #12


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Точных расчётов пока не делал, но навскидку выходит так.
Если излучение лазерное (что диапазон инфракрасный - не важно), то оно монохромное, достаточно знать один показатель преломления именно для этого цвета. Хроматизм отсутствует.

Для данной числовой апертуры 0.25 (что соответствует относительному обверстию или "диафрагме" в фотографических понятиях 1:2), а это довольно светосильная система. Для одиночных двояко-, плоско- и двояко-разно-выпуклых линз со сферическими поверхностями характерна сферическая аберрация. При такой числовой апертуре (относительном отверстии) она существенна. То, что показал ZEMAX похоже на правду. Пятно рассеяния ожидается в где-то районе 1 мм.

Не вижу смысла в двух двояко-выпуклых линзах. Это - принципиально? Если применить асферику, то можно обойтись одной линзой, и даже плоско-выпуклой. Если же городить многолинзовую систему с целью устранения аберраций, то нужна, наверное, система с положительными и отрицательными компонентами. Первое что приходит в голову - это классический триплет.

Можно применить разные решения. Взять многолинзовую (2-3-линзовую) систему с положительными и отрицательными компонентами. Или одну линзу с асферикой. И в ZEMAX, и у меня предусмотрены асферические поверхности. Прежде всего, это поверхности вращения конических сечений - эллипсоиды, параболоиды и гиперболоиды. Это стандартный тип поверхностей (и у меня и в ZEMAX). Основной патаметр для них - это квадрат эксцентриситета (CONIC).

Но тут вопрос такой. Задача - чисто на оси? В смысле, одно волокно куда-то проецируется на один светоприёмник? Или волокон - много, и не все они располагаются точно на оси, и тогда надо спроецировать множество торцев волокон на множество сопряжённых точек... Короче, на каком-то поле. На каком именно? Тут кроме сферической аберрации полезут внеосевые - кома, астигматизм и т.п. Для того чтобы справиться с ними нужна толстая 2-3 линзовая система. Например, по типу классического триплета. Вообще, толстый триплет - он может быть расчитан как апланат и анастигмат. Я думаю, даже любой простейший фотографический объектив типа триплета в видимом диапазоне справился бы с такой задачей.

Но. Тут диапазон - глубоко инфракрасный. То есть, материалы - свои, специальные. Кроме того, при длине волны в 10.6 мкм (что примерно в 20 раз больше чем у видимого света) существенна дифракция. Скажем так, при указанной числовой апертуре надо быть нотовым к тому, что дифракционное рассеяние составит 40 мкм. Что, впрочем, вас должно удовлетворять. Осталось только кружок рассеяния от всех остаточных аберраций вогнать в 100-150 мкм. Хроматизма - нет. Это упрощает задачу.

На оси задача решается элементарно. Если система однолинзовая, то нужна асферика, но многолинзовая может быть построена и на сферах. Если же нужно обеспечить такое дело на некотором поле... Тут можно сделать так. В Земаксе загнать как затравку пример некоторого триплета (фотографического или проекционного), изменить показатели преломления материала (подставить фактические для данного материала в ИК диапазоне) и включить оптимизацию.

На моей проге можно только анализировать готовые решения. С одной аберрацией (например, сферической) справиться в принципе можно, вручную меняя параметры и подбирая их по какому-то критерию оптимизации (например, с целью загнать продольную сферическую аберрацию на оси по второму порядку в 0).


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 11 2006, 19:08
Сообщение #13


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Пока что я собрал модель Вашей системы у себя. В своей проге на Акаде. По Вашим данным - со всеми радиусами и толщинами. Примерно так оно и вышло. Сферическая аберрация. На оси. Кружок рассеяния от одной точки на оси составляет примерно 0.52 мм в диаметре. Если к тому добавить к этому размер самого изображения волокна (которое в фокусе первой линзы было 0.4-0.6 мм, а на изображении получится в масштабе 2:1 - то есть, 0.8-1.2 мм, да плюс ещё 0.5 мм на аберрации - в итоге, 1.3 - 1.7 мм. Ну, на самом деле можно взять нечто среднеквадратическое, что чуть поменьше, но всё равно, зашкаливает за 1 мм. С другой стороны, кружок рассеяния от сферической аберрации - того же порядка, как и изображение сечения волокна... И даже меньше... если учесть, что на проекции сечение волокна будет увеличено вдвое... Тогда изображение торца световода диаметром 0.4 - 0.6 мм будет соответственно увеличено, и никак не уложится в 0.2-0.4... Может, наоборот, надо уменьшить изображение в проекции?

Встречный вопрос. А масштаб увеличения при проецировании 2:1, как это выходит по Вашим данным - это для вас принципиально?


Предлагаю попробовать схему: симметричный триплет со всеми линзами из одного материала. Первая линза плоско-выпуклая, выпуклой стороной наружу. Вторая ( в середине) двояко-вогнутая, симметричная. Третья - как и первая, плоско-выпуклая. Симметрична первой. Вся система симметричная.Она должна обеспеить проекцию 1:1. Объект и изображение расположены симметрично. В симметричных системах нечётные аберрации (такие как кома) отсутствуют по определению.

Сообщение отредактировал drusha - Sep 12 2006, 08:11


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 11 2006, 22:37
Сообщение #14


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Вот один из вариантов. Триплет. Три линзы с показателем преломления 2.4 (материал всех линз одинаков, ввиду отсутствия хроматизма в монохроме он не отслеживается)

Диаметр всех линз 35 мм Система симметричная

Первая и третья линзы плоско-выпуклые. Выпуклая сторона - сфера. Радиус кривизны 50 мм. Толщина в центре 5мм (по краю выходит 1.8375 мм) Обращены выпуклыми сторонами наружу.

Вторая (средняя) линза отрицательная - двояковогнутая. Толщина ПО КРАЮ 5 мм (в центре выходит около 0.62 мм) но вообще, толщину можно добавить, раздвинув на ту же величину первую и вторую линзы). Радиусы кривизны вогнутых (сферических) поверхностей 71 мм

Расстояние мнжду первой и второй линзой как и между второй и третей (меряется по периферии) 2.5 мм. Оно берётся от плоской поверхности положительной (плоско-выпуклой) линзы до периферии (ребра) отрицательной (двояко-вогнутой) линзы

Система строит изображение в масштабе 1:1. Фокусное расстояние системы 42.9 мм, но в той конфигурации, как она работает, расстояние от объекта до первой главной плоскости и от второй главной плоскости до изображения составляет 95.8 мм, числовая апертура 0.182 (отн. отверстие 1:2.74)

Сферичесая аберрация определяется членами высших порядков (с третьего) и составляет около 0.2 мм по диаметру в минимальном сечении.

Длина всей системы 206.1 мм с учётом длины опт. системы

Кома отсутствует (апланат). На астигматизм и кривизну поля не проверял.
_______________________________________________________________________________

Эти данные я тут уточнил. Если вы проситали до правки, то там было другое. Радиус кривизны каждой вогнутой стороны двояко-вогнутой линзы был 69.5 - 69.75 мм, толщина её в центре выходила около 0.5 мм, эквивалентный фокус всей системы выходил 49.55 мм, расст. от объекта (или изображения) до соответствующей главной плоскости 99.1 мм (это 2*F), а общая длина всей системы составляла 213.5 мм, и кружок рассеяния там выходил около 0.1 мм. На самом деле те цифры были получены при оптимизации в пучке неполной апертуры (где-то на 20 % меньше чем указанная здесь 35 мм, т.е. где-то на 29-30 мм, и если ограничить апертуру до 30 мм, то примерно так оно и будет). Дело в том, что сферическая аберрация 3-го порядка, которая здесь доминирует, при незначительном росте апертуры с 30 до 35 мм (или числовой апертуры с 0.15 до 0.182), резко ухудшает (почти вдвое) качество изображения. Рекомендуется ограничить апертуру хотя бы до 30 мм. Тогда числовая апертура будет 0.15 (отн. отверстие 1:3.3), что не намного меньше, однако коррекция сферической аберрации 3-го порядка (при должном пересчёте, а именно, радиусы вогнутой линзы уменьшить с 71 до 69.75 мм) улучшается примерно вдвое. Надо думать, что при дальнейшем уменьшении апертуры (например, до 0.125, отн. отв. 1:4, диаметр линз 25 мм) можно вогнать кружок рассеяния в 0.04-0.05 мм, что уже излишне для данного случая, т.к. в ИК-диапазоне дифракция будет больше. С другой стороны, запас качества не помешает. Вообще же, такая светосила (1:1.4 - 1:1.66 как для фото или для макро - проекции в масштабе 1:1 это будет 1:2.8 - 1:3.3) это для триплета весьма круто. Обычно фотографические и проекционные объективы по схеме "триплет" делают с относительным отверстием 1:2.8 - 1:4, и даже 1:5.6 (если использовать его для макро-проекции в масштабе 1:1 это будет 1:5.6 - 1:8 и даже 1:11). Тогда сферическая третьего порядка практически сходит на нет, и на оси обычно доминирует вторичный хроматизм. Вторичный хроматизм (хроматическая аберрация 2-го порядка) характерна для "ахроматических" систем на простых стёклах (крон, флинт), где устраняется только хроматическая аберрация 1-го порядка. Убрать вторичный хроматизм (хроматическую аберрацию 2-го порядка) можно только в апохроматических системах, которые делаются за счёт подбора особых стёкол с необычным ходом дисперсии (например, флюорит). Бывают также "полуапохроматы" на ED-стёклах, лантановом стекле и т.п. Там вторичный хроматизм не устранён полностью, но значительно уменьшен. Но в нашем случае о коррекции хроматизма речи не идёт, мы работаем в монохроме с одним показателем преломления. Тем более, у нас все линзы из одного материала.

Сообщение отредактировал drusha - Sep 12 2006, 22:27


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 11 2006, 22:57
Сообщение #15


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Более точный расчёт требует знания показателя преломления материала в данной линии спектра с точностью до 4-5 знаков (хотя бы). Обычно при расчёте объективов параметры пересчитываются на конкретную варку стекла, показатели которого измеряются по факту.

А насчёт той, которую я привёл выше, её можно
а) загнать в ZEMAX и включить оптимизацию на устранение астигматизма и кривизны поля. Должен получиться анастигмат с плоским полем.При оптимизации надо разрешить изменять расстояние между линзами, радиусы кривизны (в том числк плоские стороны мохно разрешить делать сферическими). Только надо учесть, что для ZEMAX надо указывать толщины по центру. Точных цифр я не помню, можно посчитать самому... Короче, толщина воздушного промежутка междуперврй и второй, как и между второй и третьей линзами там выходит где-то около 4.69 мм, а толщина отрицательной (второй) линзы по центру - около 0.62 мм.

б) если средняя (отрицательная) линза выходит слишком тонкая (по технологическим соображениям) , толщину её можно менять в довольно широких пределах. Так, например, добавить 3-4 мм - без проблем. На столько же следует раздвинуть первую и третью линзы, сохраняя расстояние от каждой из них до второй (т.е. воздушные промежутки). Соответственно увеличивается длина всей системы.

в) можно масштабировать. То есть, если все размеры (диаметры, толщины, радиусы кривизны, расстояния) пропорционально уменьшить, сохраняя геометрическое подобие, то коррекция аберраций, числовая апертура и т.п. - сохранится. Паче того, пропорционально же уменьшится кружок рассеяния от аберраций (остаточная сферическая 3-4-го порядка). Например, уменьшив всё в 2 раза можно получить кружок рассеяния порядка 0.05 мм, что при данной длине волны и числовой арертуре уложится в дифракционный предел. То есть, качество изображения будет определяться в основном дифракцией. Но следует учесть, что при масштабировании пропорционально меняется линейный размер полезного поля зрения, на котором обеспечивается коррекция аберраций с указанной точностью

г) Асферику вводить не следует. Посчитать-то с ней - это как два пальца, а как её потом делать? На чём контролировать? Технологические трудности с асферикой возрастают на порядки. Разве что, линзы штампуются из пластика в массовом количестве. Тогда уж можно было бы сделать высокоточную асферическую форму для штампа (если даже обойдётся она далеко не в одну штуку баксов). Сфера же получается автоматически при шлифовке. При указанных требованиях к точности достаточно обычных технологических операций (шлифовка на металлическом шлифовальнике, полировка на смоле) без особого контроля и доводки.

Сообщение отредактировал drusha - Sep 12 2006, 22:04


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 14 2006, 16:01
Сообщение #16


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Я ещё раз посчитал и уточнил параметры своего триплета. Интересный тест даже для моей проги (всё делал на ней). Грузит её на полную катушку. Обычно при таком жёстком тестировании начинают лезть баги. Но на этот раз не полезли. Хотя я написал под это дело ещё один маленький модулёк, который организует и автоматизирует однопараметрическую оптимизпцию. Вручную искать оптимальные решения было галимо. Теперь кое-что уже стало можно. Поставил оптимизацию, и полчаса отдыхаешь, а комп сам чего-то колдует...

Причём, посчитал для разных апертур, и нашёл некоторые зависимости. Многое стало ясно. Не следует увлекаться слишком большой светосилой (апертурой) системы. А то, я даже удивился, почему триплет, при всех ухищрениях в оптимизации, при апертуре 0.25 (диаметр линз я хотел взять 50 мм) строит изображение точки хуже чем одиночная линза! Кружок рассеяния упроно вылезал за 1.5 мм! Это уже никуда не годится!

Оказывается, что при компенсации обычной сферической аберрации второго порядка остаточная выходит - не третьего, а четвёртого порядка! Тогда я писал, что третьего, - это было неправильно, хотя на самом деле для всего остального это без разницы (надо было сообразить, что для неё все нечётные порядки равны нулю, она же симметричная!) А коль скоро так, то поперечная аберрация (собственно, кружок рассеяния, который определяет качество изображения) пропорционален ПЯТОЙ степени апертуры! И на таких апертурах как 0.25 давно уже доминируют аберрации высших порядков! Компенсация сферической второго порядка мало чего даёт. Но если чуть-чуть ограничить апертуру (ну, раза в два хотя бы), то можно получить очень даже ничего картинку.

Ещё раз об основных параметрах моего триплета.

Симметричный триплет составлен из трёх линз: двух положительных и одной отрицательной между ними. Они могут быть пронумерованы №№ 1,2,3. Материал всех линз один и тот же, работа предполагается в монохромном свете ИК-диапазона расчётный показатель преломления n=2.4 (крутой материал, однако! Из подобных в видимом диапазоне я знаю только циркон и алмаз).
Крайние линзы №№1 и 3 - собирающие, плоско-выпуклые, совершенно одинаковы. Радиусы кривизны выпуклой стороны каждой из них R1=R3=50мм, другая сторона у них плоская. Выпуклые поверхности обращены наружу. Толщина в центре 5мм
Средняя линза №2 - рассеивающая, двояко-вогнутая, симметричная. Радиусы кривизны обеих сторон (вогнутых) R2, который варьируется (см. далее по таблице). Толщина по краю при диаметре линзы 35мм составляет 5мм, а в центре варьируется в зависимости от радиуса кривизны R2, и составляет от 0.49 до 0.64мм.
Расстояние между линзами №№ 1 и 2, а так же №№ 2 и 3 (они одинаковы в силу симметрии всей системы) выдерживается по краю, и составляет 2.5 мм. Это расстояние берётся при физическом диаметре линз 35 мм, который не меняется при изменении расчётной апертуры (можно считать, что апертура ограничивается какой-то диафрагмой, которая меньше физического размера линз, и здесь также не учитывается, что средняя линза №2 могла бы иметь размер несколько меньше, чем №№ 1 и 3, либо самые периферийные её зоны исключаются из работы, но здесь они все имеют физический диаметр 35 мм). Физический диаметр 35мм имеется в виду при расчёте толщин. Если "обточить" линзы до фактической апертуры, то другими будут толщина линзы №2 и расстояния от неё до других. Но здесь я их не менял.

Этот объектив расчитан на макро-проекцию в масштабе 1:1. То есть ставится в точности посередине между объектом и изображением.

При расчёте минимизировалась остаточная сферическая аберрация. Причём, преднамеренно оставленная сферическая аберрация 2-го порядка частично компенсирует аберрацию 4-го порядка и выше, а в качестве критерия оптимизации взят полный (максимальный) размер кружка рассеяния (поперечная сферическая аберрация), которая получатся в итоге как совместное влияние сферической аберрации всех порядков. Это по крайней мере вдвое (если не вчетверо) лучше чем просто подавить до 0 сферическую аберрацию второго порядка, оставив как есть четвёртого и всех остальных. А там есть ещё "нулевой" порядок (то есть, простая перефокусировка, которая получается как оптимизация положения сечения пучка, которое не совсем точно совпадает с положением фокуса центральной зоны).

Расчёт с оптимизацией производился для разных значений апертуры. Прежде всего следует иметь ввиду диаметр входного (или выходного) отверстия на линзах №№ 1 и 3 (величины D1 = D3). Именно они определяют собой числовую апертуру или относительное отверстие. Но апертуру можно ограничивать также и на второй линзе (либо ставя диафрагму вблизи неё), и там диаметр апертурной диафрагмы получается D2 < D1, D3 (там сечение пучка получается меньше). Для справки приводится и эта величина. Числовая апертура определяется как синус угла для крайнего луча, а есть ещё относительное отверстие (отношение диаметра к фокусу или удвоенный тангенс этого угла). Ну, в общем, апертуру можно задавать через диаметры D1=D3, либо D2, либо числовую A, либо отн.отв. (эти величины связаны почти прямой зависимостью, хотя на самом деле при оптимизации слегка плавает фокусное расстояние...)

Для этих величин, определяющих апертуру, найдены соответственно
R2 - оптимизированный радиус кривизны обеих вогнутых поверхностей второй линзы
a_sp - диаметр кружка рассеяния (полный размах поперечной аберрации)
2F - расстояние от линзы до предмета/изображения
Lсист. - длина всей системы (от предмета до изображения), а объектив стоит точно посередине
Код

D1=D3    D2    R2    a_sp    2F    Lсист.    A    отн.отв

25.0    22.5    68.79    0.043    99.9    216.49    0.124    1:4.0
28.0    25.4    69.5    0.074    98.6    213.12    0.141    1:3.52
35.0    32.2    71.5    0.246    95.1    203.85    0.179    1:2.76

Надо сказать, что простое ограничение апертуры практически ничего не даёт. То есть, если не менять радиусов кривизны и всего остального, а просто задиафрагмировать отверстие. Даже при небольшом ограничении (диафрагмировании на величину до 20%) размер пятна рассеяния вообще не изменяется (только перераспределяется освещённость внутри пятна), а при дальнейшем уменьшении апертуры он меняется доволно медленно. При переходе на другую расчётную апертуру требуется повторная оптимизация. То есть пересчёт всей системы (в данном случае я подбирал другой радиус кривизны поверхностей второй линзы). При такой оптимизации удаётся значительно уменьшить размер пятна рассеяния даже при незначительном уменьшении апертуры (так, например, при уменьшении апертурного отверстия на 20% с повторной оптимизацией размер пятна рассеяния остаточной сферической аберрации уменьшается почти втрое).

В данном случае при оптимизации варьировался только один параметр R2, определяющий радиусы кривизны обеих вогнутых поверхностей второй линзы. В зависимости от него менялась толщина второй (средней) линзы по центру и толщины воздушных промежутков, также взятые по центру. Слабо изменяется также фокусное расстояние и длина всей системы. Изменяется числовая апертура (относительное отверстие). Размеры самих линз при этом не менялись (физические диаметры линз остаются 35 мм, но апертура ограничивается, например, диафрагмой).

Расчёт показывает, что минимальный размер кружка рассеяния (полный размах поперечной аберрации), который удаётся получить при такой однопараметрической оптимизации, пропорционален пятой степени апертуры. Например, ограничив апертуру в 2 раза, то после повторной оптимизации можно сделать кружок рассеяния в 32 раза меньше. И наоборот, увеличив апертуру на одну ступень (это в 1.4 раза), даже после повторной оптимизации качество изображения оказывается в 5-6 раз хуже.

Вместе с тем, качество изображения определяется не только остаточной сферической аберрацией. Есть ещё и дифракция света. Причём, в ИК-диапазоне с длиной волны порядка 10 мкм влияние дивракции примерно в 20 раз сильнее чем для видимого света, и при числовой апертуре 0.125-0.142 (отн. отверстие 1:4 - 1:3.5) диаметр дифракционного кружка в проекции составляет 75-90 мкм. Примерно такого же размера (около 75 мкм) удаётся добиться для кружка рассеяния остаточной сферической аберрации при числовой апертуре 0.142 (отн. отв. 1:3.52, диаметр D1=D3=28мм). Совместно эти факторы дают кружок размером 110 мкм. Любое изменение апертуры приводит к его увеличению: при уменьшении доминирует дифракция, а при увеличении резко растёт сферическая аберрация. Ну, можно уменьшить апертуру до 0.125 (отн. отв. 1:4, диаметр D1=D3=25 мм), и тогда кружок рассеяния около 100 мкм практически определяется только дифракцией. Для видимого диапазона было бы целесобразно ограничить апертуру до 0.84 (отн.отв. 1:6, диаметр 17 мм). Тогда бы предположительно пятно рассеяния удалось бы вогнать в 7-8 мкм, примерно столько же составила бы дифракция, а оба фактора дали бы общий размер пятна рассеяния около 10-11 мкм. При ограничении апертуры до 0.071 (отн.отв. 1:7, диаметр около 14.2 мм) в видимом диапазоне можно получить те же 10 мкм, что определяется дифракцией, но в синем (фиолетовом) и ближнем УФ (длина волны 0.4 мкм) при апертуре 0.0675 (отн. отв. 1:8, диаметр 12.5 мм) можно было бы получить общее пятно рассеяния около 0.6-0.7 мкм.

Надо сказать, что работа в режиме макро-проекции в масштабе 1:1 - это очень жёсткий режим для триплета. Числовая апертура (отн. отверстие) при таком режиме соответствует вдвое бОльшему, чем это бывает обычно при фотографическом применении объективов аналогичной схемы (когда фокусируется изображение издалека). Если использовать такой триплет для фокусировки параллельного пучка, то это был бы объектив примерно 50мм фокуса. То есть, этот триплет при апертуре 0.141 (1:3.52), как она проявляет себя в макро-режиме (проекция в масштабе 1:1) соответствует апертуре 0.273 (1:1.76) при обычном применении для фотосъёмки. Аналогично апертура 0.179 (1:2.76) здесь соответствует 0.325 (1:1.38) для фотографического применения. Разумеется, при фотографическом применении, оптимизация там должна быть чуть-чуть своя, но в общем и в целом, оптическая сила - примерно такая же, и уровень аберраций - тоже. Но относительное отверстие 1:4 - 1:1.8 (для фотографического применения) - это очень круто для триплета. Такие фотообъективы делают, но отнюдь не по схеме "триплет". Фотографические триплеты обычно делают с "дырками" 1:2.8 - 1:4. В макро-режиме (т.е. для проекции в масштабе 1:1) они работали бы как 1:5.6 - 1:8, и по остаточной сферической аберрации могли бы обеспечивать кружок рассеяния 3-7 мкм, но при этом дифракция составляет 7-10 мкм, и сферическая аберрация тонет в ней. На самом деле фотографические триплеты обеспечивают кружок рассеяния 25-40 мкм по центру, что обусловлено остаточным хроматизмом. Но это уже совсем другая история. Самые лучшие результаты - на уровне 10 мкм - получаются при относительном отверстии порядка 1:8, либо 4-5.6 на АПО (или хотя бы ЕD) оптике (в таком объективе десяток разных линз, применяются особые стёкла, асферика и т.п.). Но у них - другая задача: нарисовать такую картинку не только на оси, но и по всему полю.

Данный пример я не могу однозначно рекомендовать для воплощения в стекло и металл. Возможно, еять другие соображения. Как я уже писал, неплохо бы оптимизировать на астигматизм и плоское поле. Для средней линзы №2 я бы добавил толщины (пусть 5 мм - это будет в центре). Ну, и ещё бы я смасштабировал всё, уменьшив всё вдвое-втрое (и тогда соответственно уменьшился бы кружок рассеяния от сферической аберрации, а влияние дифракции (линейный размер дифракционного кружка) осталось бы прежним).

К сожалению, я не знаю, на каком поле зрения (линейном, угловом) этот объектив должен строить приемлемую картинку. На оси - это фигня. А по полю... Ну, как симметричная система, он свободен от комы и дисторсии. Наверное, можно устранить астигматизм и кривизну поля. Но это по самым низшим порядкам (первому-второму). Аберрации высших порядков вылезут на больших расстояниях от оси неизбежно. В триплете это не лечится. Но некоторое поле зрения остаётся более-менее приемлемым по качеству. Его линейный размер масштабируется примерно одинаково с масштабированием всей системы. То есть, я бы с удовольствием смасштабировал бы всё в 5 раз. Тогда бы, скажем, при апертуре 0.18 (1:3.5) которая тогда давала кружок 250 мкм, здесь даст 50 мкм (на уровне дифракции), вся система была бы длиной около 50-52 мм, диаметр линз около 7 мм, расстояние от объекта или изображения от объектива было бы около 20 мм. На оси она бы работала точно так же. А, вот, полезное поле зрения оказалось бы тоже в 4-5 раз меньше. Это нас устраивает? Если надо фокусировать не одно волокно, а срез жгута волокон на матрицу... Ну, скажем, если сечение жгута и размер матрицы составляет 5-7 мм - я бы ещё понял. А 10-15 мм - уже вряд ли. А 20 - и подавно. По краю поля триплет уже заметно мажет (даже по сравнению, например, с "Гелиосом").


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 15 2006, 16:59
Сообщение #17


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Вот данные для ZEMAXа. Нижеследующий текст (который здесь представлен как "код") надо копипастом перенести в любой текстовый редактор, сохранить как файл с расширением .ZMX, и потом его можно открвывть Земаксом. Но предварительно (до того как его открывать в Земаксе) надо ввести новое стекло, который я обозвал LZ_AAB (я-то его от балды так назвал, но здесь сидит имя этого стекта именно в таком виде). Я его засадил в каталог LZOS.AGF (в смысле, каталог - не папку файловой системы, а каталог стёкол в понятиях Земакса. Но можно и в Schott.) Там нужно сделать новое стекло, переименовать его в LZ_AAB (по умолчанию оно получает имя NEWGLASS, но нам это не надо), задать диапазон длин волн, скажем, от Min Wave=0.4 до Max Wave=11 мкм (по умолчанию там всё по нулям), и коэффициент A0=5.760000 . Остальное всё пусть будет как есть. Каталог с новым стеклом надо сохранить. При этом будет автоматически посчитаны и отодражены значения Index Nd (это показатель преломления) = 2.40000 и Abbe Vd (это число Аббе, т.е. показатель дисперсии) = 0.0000 . Они так получатся исходя из коэффициентов A0, A1... Поскольку дисперсия нас не интересует, мы работаем в монохроме, пускай считается, что Abbe Vd=0.0000, и для всех длин волн n=Index Nd=2.40000 . Когда такое стекло заведено, и каталог стёкол (например, LZOS.AGF) с этим стеклом сохранён, то можно открывать этот файл.ZMX .

Это только затравка. Расчёт показывает, что этот триплет далёк от совершенства. На оси-то - ещё ладно, а по полю там сильный астигматизм и кривизна поля. Но насчёт оптимизации - флаг вам в руки.
Код

VERS 30106 58
MODE SEQ
NAME Lens has no title.
NOTE 1 Notes...
NOTE 2  
NOTE 3  
UNIT MM NW NWC
FLOA
PUPD 0 28
GFAC 0 0
GCAT Schott LZOS
RAIM 1.0E-8 0 1 1 0 0
PUSH 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000 0
SDMA 0.000000000000E+000 1 0.000000000000E+000
FTYP 1 0
ROPD 2
PICB 1
XFLD 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000
YFLD 0.000000000000E+000 1.000000000000E+000 2.000000000000E+000 3.000000000000E+000
FWGT 1.000000000000E+000 1.000000000000E+000 1.000000000000E+000 1.000000000000E+000
WAVL 5.000000000000E-001
WWGT 1.000000000000E+000
PWAV 1
POLS 1 0.000000000000E+000 1.000000000000E+000 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000 1
GLRS 1
GSTD 0 100.00000 100.00000 100.00000 100.00000 100.00000 100.00000 0
NSCD 100 500 0.000000000000E+000 1.000000000000E-006 5 1.000000000000E-006 0 0 0 0 0.000000000000E+000 0
COFN COATING.DAT SCATTER_PROFILE.DAT ABG_DATA.DAT
SURF 0
  TYPE STANDARD
  CURV 0.000000000000E+000 0 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000
  DISZ 9.655040000000E+001
  DIAM 3.000000000000E+000 0 0
  POPS 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1.000000000000E+000 1.000000000000E+000
SURF 1
  STOP
  TYPE STANDARD
  CURV 2.000000000000E-002 1 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000
  DISZ 5.000000000000E+000
  GLAS LZ_AAB 0 0 2.40000000 0.00000000 0.00000000 0 0 0 0.00000000 0.00000000
  DIAM 1.400000000000E+001 1 0
  POPS 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1.000000000000E+000 1.000000000000E+000
  FLAP 0.000000000000E+000 1.400000000000E+001
SURF 2
  TYPE STANDARD
  CURV 0.000000000000E+000 0 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000
  SLAB 1
  DISZ 4.739300000000E+000
  VDSZ 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000
  DIAM 1.400000000000E+001 1 0
  POPS 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1.000000000000E+000 1.000000000000E+000
  FLAP 0.000000000000E+000 1.400000000000E+001
SURF 3
  TYPE STANDARD
  CURV -1.438848920863E-002 1 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000
  SLAB 2
  DISZ 5.213000000000E-001
  GLAS LZ_AAB 0 0 1.50000000 40.00000000 0.00000000 0 0 0 0.00000000 0.00000000
  DIAM 1.400000000000E+001 1 0
  POPS 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1.000000000000E+000 1.000000000000E+000
  FLAP 0.000000000000E+000 1.400000000000E+001
SURF 4
  TYPE STANDARD
  CURV 1.438848920863E-002 1 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000
  SLAB 3
  DISZ 4.739300000000E+000
  VDSZ 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000
  DIAM 1.400000000000E+001 1 0
  POPS 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1.000000000000E+000 1.000000000000E+000
  FLAP 0.000000000000E+000 1.400000000000E+001
SURF 5
  TYPE STANDARD
  CURV 0.000000000000E+000 0 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000
  SLAB 4
  DISZ 5.000000000000E+000
  GLAS LZ_AAB 0 0 1.50000000 40.00000000 0.00000000 0 0 0 0.00000000 0.00000000
  DIAM 1.400000000000E+001 1 0
  POPS 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1.000000000000E+000 1.000000000000E+000
  FLAP 0.000000000000E+000 1.400000000000E+001
SURF 6
  TYPE STANDARD
  CURV -2.000000000000E-002 1 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000
  SLAB 5
  DISZ 9.655040000000E+001
  DIAM 1.400000000000E+001 1 0
  POPS 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1.000000000000E+000 1.000000000000E+000
  FLAP 0.000000000000E+000 1.400000000000E+001
SURF 7
  TYPE STANDARD
  CURV 0.000000000000E+000 0 0.000000000000E+000 0.000000000000E+000
  DISZ 0.000000000000E+000
  DIAM 3.055820695621E+000 0 0
  POPS 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1.000000000000E+000 1.000000000000E+000
BLNK
TOL TOFF   0   0              0              0   0
MNUM 1
MOFF   0   1 "" 0 0 0 1 1 0.0 0.0


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
dron
сообщение Sep 15 2006, 17:03
Сообщение #18


Постоянный пользователь
****

Группа: Новички
Сообщений: 380
Регистрация: 2-June 06
Из: Южное Бутово
Пользователь №: 413
Заходит на форум с гостевика.



Ответ-то какой?


--------------------
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 15 2006, 17:06
Сообщение #19


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



А вопрос-то какой? Если задача чисто на оси, вот данные. Линзы можно начинать шлифовать. Уточнённых данных не предоставлено.


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение
drusha
сообщение Sep 17 2006, 14:36
Сообщение #20


Постоянный пользователь
*****

Группа: Новички
Сообщений: 520
Регистрация: 16-June 06
Пользователь №: 431
Заходит на форум с гостевика.



Млин... Я в своей доморощенной софтине научил её делать скольки-угодно-параметрическую оптимизацию (реально работае с двумя параметрами, третий подбирается вручную). Нашёл решение для триплета с плоским полем... Астигматизм - тоже в принципе понятно как давить (но там у меня нужны ручные итерации с автоматической оптимизацией на каждой, которая идёт довольно долго)... В принципе, годится для дешёвой "мыльницы". Но как я понял, оптика тут никого не интересует. А кинематикой и матанализом занимайтесь сами.


--------------------
Теперь всё, я сюда больше не приду. Никогда.
Пользователь offlineПрофайлОтправить личное сообщение
Вернуться к началу страницы
+Цитировать сообщение

6 страниц V  1 2 3 > » 
ОтветитьСоздать новую тему
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 

- Текстовая версия Сейчас: 23rd January 2021 - 17:17
 
     
Rambler's Top100 службы мониторинга серверов
Gentoo Powered Lighttpd Powered