Facteurs il faut tenir compte pour une conception de système optique viable

systèmes optiques sont dans les hôpitaux , les satellites et votre téléphone portable . Vous rencontrez probablement des dizaines de systèmes optiques dans votre vie quotidienne : à partir de l'écran de votre ordinateur , pour le réflecteur dans votre luminaire de cuisine , pour le judas dans la porte d'entrée . Ces systèmes ont très peu en commun , mais il ya un ensemble commun de préoccupations qui doivent être abordées dans la conception de chaque système optique viable . Définir les exigences

Le premier travail d'un ingénieur des systèmes optiques est de définir les exigences du système . C'est l'étape la plus importante; couper les coins ici vous hanter plus tard . Les exigences auront raffiné et modifié que la conception progresse . Définir les besoins en détail dès que possible .

Par exemple , prenez ce judas de porte . On pourrait dire que l'exigence est de permettre aux gens de voir des gens à l'intérieur de l'extérieur de la porte . Mais une porte en verre serait la solution la plus simple . Donc, la vraie exigence initiale serait quelque chose comme , " permettre aux gens à l'intérieur de la porte afin d'identifier toute personne dans les 6 pieds de leur porte d'entrée sans permettre à la personne de l'extérieur de voir à l'intérieur . "
Contraintes

un judas est une chose si simple --- mais il est conçu pour un ensemble spécifique d'exigences .

Identifier les contraintes est une extension de la définition des besoins . Par exemple , le judas aurait une contrainte comme , " le système doit être suffisamment faible pour ne pas compromettre l'intégrité ou coupe-feu structurel de la porte . " Chaque système optique a une contrainte primordiale : le coût . Même les systèmes les plus coûteux ont une limitation des coûts quelque part.

Les exigences et les contraintes commencent comme des idées que l' ingénieur système optique se traduit en chiffres. Ainsi, les exigences pour le judas de la porte pourrait être quelque chose comme : « un système d'imagerie passive assez sensible pour donner un contraste élevé sous la lumière d'un plafonnier , pesant moins de six onces avec un champ de vision circulaire de 80 degrés , avec une longueur totale de système de deux pouces , d'un diamètre d'un demi-pouce , et la résolution angulaire d'un demi-degré . "
débit

une des principales préoccupations pour le système conception est le débit optique. Il est théoriquement possible de construire un système optique ayant de très bonnes caractéristiques de formation d'image , par exemple , mais qui ne fournit pas assez de lumière pour l'oeil , un film ou un autre détecteur . Combien de lumière sera présente dans les conditions dans lesquelles le système fonctionne ? Combien de ce que l'optique recueilleront ? Combien fera tout le chemin vers le détecteur et se traduit en un signal utilisable ? Le débit sera de déterminer le diamètre de l'optique , de la sensibilité du détecteur , le nombre de surfaces optiques et le revêtement sur ​​les surfaces optiques .
Fonction de transfert de modulation

Le fonction de modulation de transfert , ou d'un MTF , d'un système optique est une mesure de la façon dont elle transmet les détails de l'intérieur du système de l'extérieur du système , ou vice versa . Il varie avec la fréquence spatiale; autrement dit, il change en fonction de la finesse du détail est . Par exemple, si vous regardez un champ de maïs à distance , vous pourrez voir les plantes vertes brossé avec des bouffées d'or . Lorsque vous vous rapprochez vous pouvez voir l'or est due à un gland en saillie de la partie supérieure de la plante; plus près encore , et vous voyez le gland est composé de gousses de grainlike individuels , et encore plus que vous voyez le petit pollen sur la surface des gousses . Vous ne pouvez pas voir le détail quand vous êtes loin parce que votre œil ne dispose pas d'un MTF assez élevé à cette échelle spatiale fine . Comme vous vous rapprochez , les détails apparaissent plus gros, et ils tombent dans la bonne région de MTF de l'œil .

Que soudage métal avec un laser ou imagerie détails d'une galaxie lointaine , MTF est important . MTF est affectée par la taille de l'optique , de la qualité des lentilles et de miroirs surface , la taille des pixels sur le détecteur , le débit - et plus
Scratching the Surface
. Photos

ingénieurs systèmes optiques passent leurs carrières améliorer leurs connaissances et compétences. Il existe des dizaines d'autres préoccupations : ce que la longueur d'onde sera l'utilisation du système et la façon dont sont les différentes longueurs d'onde transmises par le système ? Est- polarisation importante pour cette application , et comment peut-elle être affectée ? Comment le système sera testé à vérifier que cela fonctionne ? Comment bien fonctionne le système dans cinq ans , et comment on peut le prédire ? Est-ce que la lumière si brillante qu'elle peut endommager le système ? Est le système va dans un environnement qui se dégrade faire , et comment? Bien que ce résumé vous donne une idée de ce que le travail implique , il faut de nombreuses années pour devenir un concepteur de systèmes optiques compétente.