Optické systémy sú v nemocniciach , satelitov a Váš mobilný telefón . Pravdepodobne narazíte na desiatky optických systémov vo svojom každodennom živote : na obrazovke počítača , na reflektora v kuchyni svietidlá , aby kukátkom vo vašich dverí . Tieto systémy majú len veľmi málo spoločného , ale tam je spoločný súbor obavy , že je potrebné sa zaoberať pri návrhu každej životaschopné optického systému . Definujte požiadavky
Prvé práce z optických systémový inžinier je definovať požiadavky na systém . To je najdôležitejší krok ; tu osekávanie vás strašiť neskôr . Požiadavky budú mať rafinovaný a mení dizajn postupuje . Definujte požiadavky komplexne čo najskôr .
< P > Napríklad sa tie dvere kukátkom . Dalo by sa povedať, že požiadavka je , aby ľudia vo vnútri vidieť ľudí za dverami . Ale potom presklené dvere by najjednoduchším riešením . Takže skutočný počiatočné požiadavka by bol niečo ako : “ aby ľudia vnútri dverí identifikovať niekoho do 6 stôp ich dverám , bez toho aby osoba , vonku vidieť dovnútra . “
Obmedzenie
kukátko je taká jednoduchá vec — ale je navrhnutý tak , aby konkrétny súbor požiadaviek .
Identifikácia obmedzenie je rozšírenie definovanie požiadaviek. Napríklad kukátko bude mať obmedzenia ako “ systém musí byť dostatočne malý , aby nebol ohrozený štrukturálnej integrity alebo požiarne bariéry dverí . “ Každý optický systém má jednu podmienku : náklady . Dokonca aj najdrahšie systémy majú obmedzenie niekde nákladov .
< P > Požiadavky a obmedzenia začínajú ako myšlienky, ktoré optický systémový inžinier sa premieta do počtu . Takže požiadavky na kukátko dverí by mohlo byť niečo ako : “ pasívny zobrazovací systém dostatočne citlivé , aby vysoký kontrast pri osvetlení zo stropu upevnenie , ktoré váži menej ako šesť oz s kruhovým zorným poľom 80 stupňov, s celkovou dĺžkou systému dva palce , o priemere pol palca a uhlové rozlíšenie pol stupňa . “
Priepustnosť
Jedným z hlavných problémov pre systém konštrukcia je optická priepustnosť . Je teoreticky možné vytvoriť optický systém s veľmi dobrými zobrazovacie vlastnosti, napríklad, ale ten , ktorý neposkytuje dostatok svetla do oka , filmu alebo iného detektora . Koľko svetla budú prítomné v podmienkach , za ktorých bude systém fungovať ? Koľko z toho bude optika zbierať ? Koľko to bude robiť to celú cestu k detektoru a dostať preložená do použiteľného signálu ? Priepustnosť určí priemer optiky , citlivosť detektora , počet optických plôch a povlak na týchto optických plôch .
ClipArt Modulation Transfer Function
modulácia prenosová funkcia , alebo MTF , optického systému, je meradlom toho, ako dobre sa prenáša informácie od v systéme mimo systému , alebo naopak . To sa mení s priestorovou frekvenciou ; to znamená, že sa mení v závislosti na tom, ako jemné detaily je . Napríklad , keď sa pozriete na poli kukurice z diaľky uvidíte zelené rastliny štetcom s obláčikmi zlata . Keď sa dostanete bližšie vidíte zlato je vzhľadom k strapcom vyčnievajúce z hornej časti rastliny ; ešte bližšie a vidíte , strapec sa skladá z jednotlivých grainlike struky , a ešte bližšie uvidíte malý peľ na povrchu strukov . Nemôžete vidieť detaily , keď ste ďaleko, pretože vaše oko nemá MTF dostatočne vysoko v tej jemnej priestorovej meradlo . Ako sa dostanete bližšie, podrobnosti sa objaví väčšie a spadajú do dobrej MTF oblasti oka .
< P > Či zváranie kovov pomocou lasera alebo zobrazovania detailov vzdialené galaxie , MTF je dôležité . MTF je ovplyvnená veľkosťou optiky , kvality povrchu šošoviek a zrkadiel , veľkosť pixelov na detektore , priepustnosť – viac
poškriabaniu povrchu
.
Optické systémoví inžinieri trávia svoju kariéru zlepšiť ich znalosti a schopnosti. Existujú desiatky ďalších otázok : aké vlnové dĺžky sa bude používať systém a ako dobre sú rôzne vlnové dĺžky odoslané prostredníctvom systému ? Je polarizácia dôležité pre túto aplikáciu , a ako to bude mať vplyv ? Ako bude systém overujú to funguje ? Ako dobre bude systém fungovať za päť rokov , a ako môže niekto predvídať ? Bude svetlo tak jasné , že môže dôjsť k poškodeniu systému ? Je systém ide do prostredia , ktoré bude robiť to kaziť , a ako ? Hoci toto zhrnutie vám dáva predstavu , čo práca obnáša , trvá mnoho rokov, aby sa stal príslušným optické systémy designer .