无热光学设计

gezj2005

不过对大家说的水仙花效应,可能是因为大家用的专业术语不一致,我还没听说过,见笑了!目前,在做中波制冷一块,主要是杂光必须要经过严谨的分析,否则出问题了,麻烦就大大了.那位方便,可以解释一下水仙花效应吗? 我估计是不是通常说的杂光的一种啊!

huntersun

水仙花效应是英文翻译过来的英文原做narcissus,在zemax里有YNI contribution,在Code V里有专门的操作数narcissus control,都是对此分析的和控制的.希腊神话中narcissus是个俊美的少年,对任何姑娘都不动心，只对自己的水中倒影爱慕不已，最终在顾影自怜中抑郁死去。根据字面意思我理解为系统内部的热辐射通过镜片反射或折射最终成像在探测器位置,也就是出现了自己的像(是不是和鬼像是一种).
我不在研究所或大学工作,所以这方面的分析经验和资料很少,希望有此经验的同行能和我交流,谢谢.

Jobyan

narcissus分析是指在在红外光学系中，扫描热传感器的冷阱的反射像（光学系），如果用常温非扫描红外CCD成像器件的，可以不考量。楼上对narcissus正解，但字面理解不对。

huntersun

一篇论文中写到This effect is more pronounced in scanning IR systems. In staring IR systems,this effect is not visible on the screen provided that all of the lens elements are stationary. When there are moving or switching lenses in the system,this effect may appear on the screen.
是不是在某一个焦距时,做均匀性矫正或对探测器标定后,移动镜片(改变焦距),可能会产生narcissus效应....

huntersun

原帖由 设计师 于 2007-6-20 23:12 发表
楼上的说的对,做无热设计确实要用一些衍射光学元件,但也不是一定要用到衍射元件,不用衍射元件,通过材料和光焦度的合理分配也是可以做到无热设计的.我目前设计的就没有用衍射元件,也能够实现-40~60度的温度范围内 ...

请问是做出实物后实测效果?还是设计效果?!
消热差至少要用三种材料,不知您的设计是怎样的?可否上传Layout 看看谢谢!

gezj2005

谢谢大家对水仙花的解释,在实际的工作中,我的确遇到过此类问题,不过我们都把它归结为杂光.一般来说,我不用ZEMAX对此现象分析,用LIGHTTOOLS分析,效果更好,它不能说成鬼影,如果是鬼影或静止的杂光现象,在电路中是可以处理掉的,麻烦的是此类现象在调焦和变焦系统中,会随着镜片的移动出现,而且在软件中是处理不掉的.所以大家在做中波制冷系统时,一定要做杂光分析,要不系统做完,实际组装时发现问题,所有的设计结果就报废了,损失很大.我们有些系统做过分析,但是也有失败的.对于楼上那位说的消热差至少要用三种材料,是错误的.而且一般的无热系统不需要用衍射元件是完全可以作出来的.至少在中波实现-40~60度的温度范围内是没有问题的.当然有些指标实在到了极限状态,不排除用衍射元件或三种以上的材料.

gezj2005

至于上传LAYOUT,我想任何人都不会的,因为这涉及技术秘密问题.甚至是某个研究所和公司的机密问题.呵呵,总之一句话,努力去做, 在绝望中生存,不要轻易的下结论.光学设计是一件非常痛苦的事情,希望大家能够越做越好!

huntersun

原帖由 gezj2005 于 2007-6-28 11:22 发表
谢谢大家对水仙花的解释,在实际的工作中,我的确遇到过此类问题,不过我们都把它归结为杂光.一般来说,我不用ZEMAX对此现象分析,用LIGHTTOOLS分析,效果更好,它不能说成鬼影,如果是鬼影或静止的杂光现象,在电路中是 ...

谢谢您对水仙花的解释,但消热差的问题我不认同,如果您用两种材料做出来了设计,可能是对热差,色散和光焦度的一个平衡.同时满足上述三个条件需要解三个方程只两个材料是无解的.

gezj2005

呵呵,对这个我最后一次答复你,在一般的条件下,用两种材料是完全可以实现的,而且你说的三种情况都全部满足要求,光学性能基本上接近衍射极限,在-40到60度内成像质量非常良好,公差良好!实际样品证明一切都是非常好的!在光学设计中,哪一个经典设计是通过解方程可以解出来,设计来自创意,不是简单理论计算或解方程.说实话,目前中国的光学设计水平比国外的差多了,虽然我是个中国人,希望大家好好一起努力!

设计师

我做的是定焦系统的设计,没有移动部件,如果有移动部件,那么无热设计就简单多了,通过移动部件来补偿焦面的位移,是通常采用的方法.定焦系统没有因为移动镜片而出现的鬼影,但我在做中波光学设计时,对探测器窗口的外缘经过每个镜片后的反射像进行了分析,也就是把探测器外缘做为一个热源,由热源辐射的热经过它前面的每一个镜片后的反射像,看是否正好成像于探测器的光敏面上,发现其中的一个镜片的反射像正好在光敏面上成像.我们把这个现象称为鬼像.虽然这种现象可以通过软件校正的方法去除,但毕竟是有问题存在的.而长波就没有这个现象.
以前认为只要成像质量好了,达到设计要求就可以了,现在看来,深究下去仔细分析,发现问题还很多,光学设计任重而道远.不能够只满足于达到指标要求,还应该在现有的设计中找到问题并解决,这样光学设计才能上一个新的台阶!

gezj2005

我说的也是定焦的, 前面只是介绍概念性的东西.但是无热设计在长波是真的有点难得,我第一次做长波时,因为好多条件限制,做了好长时间啊!  楼上说的是对的,但如果你哪个 镜片刚好是 调焦透镜或是变焦透镜,那么麻烦就更大了,因为软件只能对一个位置处理,但是透镜一调焦,问题马上就出来了,这种现象在变焦系统里如果不分析,是要冒很大风险的! 往往这种情况下,这个系统就报废了!  我们就遇上过这种情况,不过怎么都没找到原因!  我打算空点时在好好找找原因!