Отчет
По научно – исследовательской работе студентов
Студент: Юртаев Д.А. РЛ2-74
Руководитель научной работы:Дружин В.В.
Оглавление:
Введение………………………………………………………………………...3
Раздел 1: Выбор исследуемой оптической системы. Выбор программного обеспечения для будущего решения поставленной задачи……………............4
1.1Выбор исследуемой оптической системы……………………..……..4
1.2Выбор программного обеспечения для поставленной задачи………………………………………………………………………………5
Построение оптической системы………………….…………………………6
Раздел2:Варианты решения поставленной задачи………………………………………………………………………………7
2.1Построение оптического выпуска полученной ОС.……………...…...6
Заключение……………………………………………………………….....9
Список литературы………………………………………………………….10
Введение.
Научно - исследовательская работа является обязательным разделом в обучении студентов. Целью научно-исследовательской работы является получить данные по положению зеркал и решётки в пространстве.
В этом семестре, в рамках научно - исследовательской работы, передо мной стояла задача разработка и создание оптической системы, посредствам программы zemax; необходимо было понять принципыпостроения ОСи работы с ПО, которая позволит решить поставленную задачу, в частности, получить данные по положению зеркал и решётки в пространстве.
В процессе проведения исследовательской работы, я познакомился с программами:Zemax.
Раздел 1:
«Выбор исследуемой оптической системы. Выбор программного обеспечения для будущего решения поставленной задачи»
Выбор структуры оптической системы.
Первым этапом в научно- исследовательской работе было: определить оптическую схему спектрометра для которого потом будет производиться расчет.
Для работы с программой и построения оптической системы в нашем случае даны следующие элементы из каталога «Edmund Optics» и их параметры для спектрального диапазона: видимого. F(0.486um), d(0.587um). C 0.656um). Приемник излучения - ПЗС линейка.
Параметры оптических элементов прибора
Голографическая решетка- Edmund Optics 1200 Grooves/mm, 25mm Square, VIS Holographic Grating Stock No. #43-216
Параметры:
| Dimensions (mm) | 25.0 x 25.0 |
| Dimensional Tolerance (mm) | ±0.5 |
| Groove Density (grooves/mm) | |
| Thickness (mm) | 9.5 |
| Wavelength | VIS |
| Wavelength Range (nm) | 400 - 700 |
| Coating | Bare Aluminum |
| Absolute Diffraction Efficiency (%) | 45 - 65 |
| Substrate | Float Glass |
| Type | Reflective Diffraction Grating |
| Construction | Holographic Grating |
Вогнутое сферическое зеркало- Edmund Optics 20mm Dia x 80mm Focal Length, Spherical Mirror Stock No. #46-239
Параметры:
| Diameter (mm) | 20.0 |
| Effective Focal Length EFL (mm) | 80.0 |
| Radius R (mm) | 160.0 |
| Aperture (f/#) | f/4 |
| Edge Thickness ET (mm) | 3.31 |
| Center Thickness CT (mm) | 3.0 |
| Surface Quality | 60-40 |
| Coating | Protected Aluminum |
| Coating Specification | Ravg >85% @ 400 - 700nm |
| Surface Accuracy | λ/4 |
| Substrate | N-BK7 |
| Diameter Tolerance (mm) | +0.00/-0.30 |
| Focal Length Tolerance (%) | ±2 |
| Center Thickness Tolerance (mm) | ±0.30 |
| Edges | Ground |
| Back Surface | Ground |
| Wavelength Range (nm) | 400 - 700 |
| Type | Spherical Mirror |
Вогнутое сферическое зеркало- Edmund Optics 50mm Dia. x 100mm FL Protected Aluminum, Concave Mirror Stock No. #43-471
Параметры:
| Diameter (mm) | 50.0 |
| Diameter Tolerance (mm) | ±0.50 |
| Aperture (f/#) | f/2 |
| Focal Length Tolerance (%) | ±2 |
| Effective Focal Length EFL (mm) | 100.0 |
| Radius R1 (mm) | 200.00 |
| Edge Thickness ET (mm) | 6.0 |
| Thickness Tolerance (mm) | ±0.5 |
| Surface Quality | 80-50 |
| Coating Specification | Ravg >85% @ 400 - 700nm |
| Coating | Protected Aluminum |
| Type | Spherical Mirror |
| Wavelength Range (nm) | 400 - 700 |
| Substrate | N-BK7 |
Было предложено 4 оптические схемы для спектрометра. Была выбрана кросс-корреляционная схема спектрографа Черни-Тернера.
Рисунок 1 Кросс-корреляционная схема спектрографа Черни-Тернера
1.2 Выбор программного обеспечения для поставленной задачи
Существует множество программ для автоматизированного проектирования оптических систем такие как:
1.OSLO
2.Zemax
3. Code-V
4. TracePro
Данные программы служат для упрощенного изготовления оптических деталей, контроля качества оптических деталей и систем, автоматизации юстировки оптических систем.
Нами была выбрана программа Zemax.
Построение оптической системы
В ходе построения ОС получилось следующее:
Рисунок 2. Ход лучей
Рисунок 3. Параметры ахроматического объектива 10х0.25
Таблица 2. Значения хода луча
Раздел 2: Варианты решения поставленной задачи
Заключение.
В заключении, можно сделать вывод о том, что проделанная научно-исследовательская работа была для меня очень интересна. При самостоятельной работе и при беседе с научным руководителем, были освоены новые программы, помогающие лучше понять работу оптических систем, и получены знания, которые, несомненно, будут полезны в дальнейшем моем обучении и изучении специализации.
Задачей на следующий семестр является:Полное описание и воспроизведении оптического выпуска оптической системы, посредствам разработанного метода автоматизации построения.
Список литературы:
1) Родионов С.А. Основы оптики СПб.: СПб ГИТМО(ТУ), 2000. — 172 с
2) Прикладная оптика, Бебчук Л.Г., Богачев Ю.В., Заказнов Н.П., 1988.
3) ZEMAX ® OpticalDesignProgram Руководство пользователя