Optické systémy jsou v nemocnicích, satelitů a Váš mobilní telefon. Pravděpodobně narazíte na desítky optických systémů ve svém každodenním životě : na obrazovce počítače , na reflektoru v kuchyni svítidla , aby kukátkem ve vašich dveří . Tyto systémy mají jen velmi málo společného , ale tam jespolečný soubor obavy, že je třeba se zabývat při návrhu každé životaschopné optického systému . Definujte požadavky
První práce z optických systémový inženýr je definovat požadavky na systém. To jenejdůležitější krok ; zde osekávání vás strašit později. Požadavky budou mít rafinovaný a mění design postupuje . Definujte požadavky komplexně co nejdříve .
Například se ty dveře kukátkem . Dalo by se říci, že požadavek je, aby lidé uvnitř vidět lidi za dveřmi. Ale pakprosklené dveře by nejjednodušším řešením . Takže skutečný počáteční požadavek by byl něco jako: “ aby lidé uvnitř dveří identifikovat někoho do 6 stop jejich dveřím , aniž by osoba, venku vidět dovnitř . “
Omezení
kukátko je takovájednoduchá věc — ale je navržen tak, aby konkrétní soubor požadavků .
Identifikace omezení jerozšíření definování požadavků . Napříkladkukátko bude mít omezení jako „systém musí být dostatečně malý, aby nebyl ohrožen strukturální integrity nebo požární bariéry dveří. “ Každý optický systém má jednu podmínku : náklady. Dokonce i nejdražší systémy mají omezení někde nákladů.
Požadavky a omezení začínají jako myšlenky, kteréoptický systémový inženýr se promítá do počtu. Takže požadavky na kukátko dveří by mohlo být něco jako: “ pasivní zobrazovací systém dostatečně citlivé , aby vysoký kontrast při osvětlení ze stropu upevnění , které váží méně než šest oz s kruhovým zorným polem 80 stupňů , s celkovou délkou systému dva palce, o průměru půl palce a úhlové rozlišení půl stupně . “
Propustnost
Jedním z hlavních problémů pro systém konstrukce jeoptická propustnost . Je teoreticky možné vytvořit optický systém s velmi dobrými zobrazovací vlastnosti , například , ale ten, který neposkytuje dostatek světla do oka , filmu nebo jiného detektoru . Kolik světla budou přítomny v podmínkách, za kterých bude systém fungovat ? Kolik z toho bude optika sbírat ? Kolik to bude dělat to celou cestu k detektoru a dostat přeložena do použitelného signálu ? Propustnost určí průměr optiky , citlivost detektoru , počet optických ploch a povlak na těchto optických ploch .
Klipart Modulation Transfer Function
modulace přenosová funkce , nebo MTF , optického systému , jeměřítkem toho, jak dobře se přenáší informace od v systému mimo systém , nebo naopak . To se mění s prostorovou frekvencí ; to znamená, že se mění v závislosti na tom, jak jemnédetaily je . Například , když se podíváte na poli kukuřice z dálky uvidíte zelené rostliny štětcem s obláčky zlata. Když se dostanete blíž vidítezlato je vzhledem k střapcem vyčnívající z horní části rostliny ; ještě blíž a vidíte,střapec se skládá z jednotlivých grainlike lusky , a ještě blíže uvidíte malý pyl na povrchu lusků . Nemůžete vidět detaily , když jste daleko , protože vaše oko nemá MTF dostatečně vysoko v té jemné prostorové měřítko. Jak se dostanete blíž, podrobnosti se objeví větší a spadají do dobré MTF oblasti oka.
Ať svařování kovů pomocí laseru nebo zobrazování detailů vzdálené galaxie , MTF je důležité. MTF je ovlivněna velikostí optiky , kvality povrchu čoček a zrcadel ,velikost pixelů na detektoru , propustnost – více
poškrábání povrchu
.
Optické systémoví inženýři tráví svou kariéru zlepšit jejich znalosti a schopnosti . Existují desítky dalších otázek : jaké vlnové délky se budepoužívat systém a jak dobře jsou různé vlnové délky odeslané prostřednictvím systému? Je polarizace důležité pro tuto aplikaci , a jak to bude mít vliv ? Jak bude systém ověřují to funguje ? Jak dobře bude systém fungovat za pět let , a jak může někdo předvídat ? Budesvětlo tak jasné , že může dojít k poškození systému ? Je systém jde do prostředí, které bude dělat to kazit , a jak ? Ačkoli toto shrnutí vám dává představu, copráce obnáší , trvá mnoho let, aby se stalpříslušným optické systémy designer .