Модель оптической системы

Модель оптической системы. Модель оптической системы на системотехническом уровне проектирования должна отражать общие закономерности преобразования оптического сигнала оптическими системами. Оп- [c.45]

С учетом выражения (37) модель оптической системы для некогерентного немонохроматического излучения представляется в виде [c.53]

На основании выражений (40) и (41) получим пространственно частотную модель оптической системы рдя частично когерентного освещения [c.54]

Рис. 1 2. Обобщенная статистическая модель оптической системы связи

Естественно, что в одной книге трудно охватить столь разнородный и большой по объему материал, поэтому целью написания настоящего учебного пособия явилось изложение фундаментальных сведений, с которых, по мнению автора, следует начинать изучение автоматизации проектирования в оптике как пользователям, так и разработчикам, а именно теоретических основ, включающих в себя математические модели оптической системы как объекта автоматизированного проектирования и математические методы обработки этих моделей. Автор надеется, что, овладев этими знаниями, читатель сможет самостоятельно разобраться в принципах построения и особенностях той или иной программы автоматизированного проектирования оптических систем и грамотно использовать заложенные в ней возможности, а при необходимости самостоятельно разработать или усовершенствовать какой-либо метод или программу. [c.4]

Следует отметить, что рассматриваемые в книге математические модели оптической системы адаптированы к машинной обработке, т. е. существенно ориентированы на использование всех возможностей современных численных методов и ЭВМ, поэтому они во многом отличаются от традиционных, принятых при неавтоматизированном проектировании и описанных в классических курсах технической оптики. Для чтения пособия необходимо знание современного математического аппарата, численных методов и программирования в объеме соответствующих вузовских курсов, а также классической теории оптических систем. [c.4]

Математические модели оптической системы, как и любого другого объекта проектирования, должны быть адекватными, т. е. описывать свойства объекта с необходимой точностью универсальными, т. е. пригодными для широкого класса объектов экономичными, требующими минимального количества вычислений при обработке, а также простыми и наглядными для использования. [c.7]

На низшем уровне проектирования оптическая система представляется в виде совокупности оптических деталей, закрепленных в оправах здесь определяются конструктивные элементы, обеспечивающие надежное закрепление деталей и расположение их друг относительно друга с необходимой точностью. На этом уровне используется детальная конструкционная модель оптической системы, включающая в себя математическое описание крепежных элементов, взаимного расположения и подвижек деталей и т. п. [c.8]

ВНЕШНЯЯ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ [c.18]

Как мы только что показали, у центрированных систем область зрачка Йо в канонических координатах представляет собой круг единичного радиуса. Зрачковая функция совместно с длиной волны А и апертурами Аху Ау, Ах, Ау составляют полную внутреннюю модель оптической системы в пределах данной зоны и для данной длины волны (зональную монохроматическую модель). Эта модель позволяет полностью определить все передаточные характеристики оптической системы, а затем промоделировать формирование изображения в соответствии с материалом, изложенным в предыдущем параграфе. [c.41]

ОПТИМИЗАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И ЗАДАЧА ОПТИМИЗАЦИИ [c.196]

Итак, мы рассмотрели основные компоненты оптимизационной модели оптической системы. Построить оптимизационную модель — это значит определить параметры оптимизации, оптимизируемые функции, функции ограничений, структуру алгоритмов проба и проба производных. Задача оптимизации построенной модели заключается в поиске в пространстве параметров точки минимума оценочной функции в пределах области, определенной ограничениями, при помощи алгоритмов пробы и пробы производных. [c.210]

Зависимость (34) является моделью некогерентной оптической системы. Она учитывает как фильтрующие свойства оптической системы, так и осуществляемые ею масштабные и энергетические преобразования, последние учитываются множителем тп sin a д-. [c.52]

Модель слоя пространства. Как быто показано выше, модельное представление источника излучения сводится к описанию некоторой излучающей или отражающей поверхности (чаще всего плоскости). Оптическая система представляется некоторым фазовым транспарантом, причем в качестве ее входной части рассматривается плоскость входного зрачка. Искажения фронта волны, производимые оптической системой, описываются дифракцией на зрачках системы с учетом фазовых искажений, которые вносят оптические элементы. [c.55]

При этом пучок света, прошедший через поляризатор 5, поляризуется в горизонтальной плоскости (вектор поляризации располагается горизонтально, а световые колебания происходят в вертикальной плоскости). Поляризованный пучок света через анализатор при указанном расположении оптических осей не пройдет и экран освещен не будет. Поляризатор и анализатор, как говорят, установлены на темноту . При нагрузке модель приобретает свойство поворачивать в зависимости от величины напряжений плоскость поляризации проходящего через нее света. Тогда свет с повернутой плоскостью поляризации частично проходит через анализатор, давая на экране изображение исследуемой модели, покрытое системой светлых и темных полос. [c.556]

Используется несколько модификаций дефектоскопа, В модели SDB-300 приемной оптической системой служит параболическое зеркало, которое направляет световой поток от контролируемого места в объектив фотоумножителя. Эта модель позволяет обнаруживать дефект типа пятна грязи диаметром 100 мкм и отверстие диаметром 200 мкм, что является рекордным показателем для приборов подобного типа. [c.92]

При оптическом методе исследование ведется не на самой детали, а на геометрически подобной ей по форме и характеру нагружения модели, изготовленной из оптически активного материала. Такую модель помещают в специальную установку, называемую полярископом, нагружают и просвечивают Пучком плоскополяризованного света. При этом на экране появляется изображение модели, покрытое системой полос, анализ которых позволяет изучить характер напряженного состояния модели в каждой ее точке. После соответствующего пересчета данные исследования переносятся на натурный- объект. Обоснование правомерности такого переноса дано в теории упругости, где доказано, что при некоторых условиях, в пределах упругих деформаций, распределение напряжений в детали не зависит от упругих констант ее материала. [c.229]

Типы поляризационных установок. Поляризационные установки для исследования напряжений различаются а) по способу получения поляризованного света, б) по оптической системе, в) по ходу лучей в модели, г) по назначению. [c.259]

Современные горизонтально-расточные станки моделей 2620 и 2622 имеют оптические системы отсчета по шкалам и обеспечивают точность отсчета 0,02 мм. [c.207]

Импульсные фотоэлектрические преобразователи (рис. П.З, в) находят широкое применение в измерительных устройствах с цифровым отсчетом. На измерительном штоке 7 нарезана рейка, которая воздействует на шестерню 8. На валу 9 с шестерней 8 находится диск 3, имеющий прорези. Световой поток от источника света / через оптическую систему 2 и прорези диска 3 поступает на фотоприемник 5. При прохождении щели диска мимо оптической системы фотоприемник 5 выдает импульс на отсчетное устройство 10. Число импульсов при заданном числе прорезей на диске 3 пропорционально перемещению измерительного штока 7, т. е. изменению измеряемой детали 6. По описанной схеме построены штангенциркули с цифровым отсчетом фирмы Теза (Швейцария) и прибор для измерения диаметров крупногабаритных деталей модели ИД-7М, выпускаемый ЧИЗ. [c.307]

Для выполнения точных работ используется оптическая система с экраном 3 и осветителем 4. На стекле экрана на темном фоне расположены две шкалы, по которым производится отечет. На верхнем окне проецируются показания оптического лимба, т. е. градусы и биссекторы минутной шкалы с ценой деления 10. Управление оптической системой, т. е. совмещение спиральных штрихов градусной и минутной шкалы, а также точную установку на секундной шкале производят ручкой 2. На шкалах экрана 3 установлен угол, равный 41° ЗГ 12". Достоинствами данной модели являются точность отсчета 3", возможность легко оценить на глаз деления до 1", воспроизводимость установки до 1". [c.100]

Третья ветвь оптической системы предназначена для визуального наблюдения и фокусировки изображения исследуемой области модели на поверхности вогнутого зеркала. В эту ветвь входят плоское зеркало 13, объектив 14 и окуляр 15. Отражаясь от вогнутого и плоского зеркал, лучи попадают в объектив, который переносит изображение наблюдаемой области модели в фокальную плоскость окуляра. [c.33]

Проведение измерений. Нагрузочное устройство с моделью укрепляют на стержне 17 (см. рис. 4) координатника установки и при помощи маховика 1 механизма подъема погружают в иммерсионную ванну. При помощи юстировочной площадки 16 уточняют исходное положение модели. Вращением барабана 15 и перемещением его вдоль салазок кронштейна, 12 исследуемое сечение совмещают с просвечивающим пучком. Вращением маховика 5 поперечного перемещения совмещают линию, по которой проводят измерения, с просвечивающим пучком. Наблюдая через визирную трубку оптической системы регистратора просвечиваемое сечение (линию), при помощи механизма подъема совмещают со световым зондом точку, с которой начинают измерения. Записывают координаты этой точки. Измеряют интенсивность света последовательно при четырех указанных ниже комбинациях расположения медленных главных направлений пластинки Я./2 и пластинки А,/4 относительно направления линейного колебания, падающего на пластинку А,/2. Измерения повторяют при другом азимуте направления наблюдения [c.38]

Вторая модель формирования изображения, которую мы рассматриваем в разд. 5.2, применима к условиям как когерентного, так и некогерентного освещения. И здесь Рэлей внес важный вклад [51], на этот раз под влиянием более ранних работ Эри и Гельмгольца. Модель представляет изображение как комбинацию картин Эри (или более сложных картин, если присутствуют аберрации), которые оптическая система должна создавать отдельно для света из каждой точки объекта. Если освещение некогерентно, то интенсивности картин Эри, определяемые всеми точками объекта, являются просто аддитивными. Если же оно когерентно, то присутствует интерференция и тогда изображение математически представляет собой комбинацию картин Эри с комплексными амплитудами, Рэлей рассматривал оба предельных случая. При пред- [c.85]

Зависимости (16), (17) и (21) определяют преобразование оптической системой поля излучения в пространстве предметов в произвольную область пространства изображений. Такс>й способ описания преобразующего действия оптической системы используется прежде всего в том случае, когда анализ оптического поля на выходе оптической системы с помощью анализатора изображения осуществляется в произвольной плоскости пространства изображений, в общем случае е совпадающей с плоскостью изображений, определяемой геометрическо11 оптикой. Тогда моделью оптической системы является выражение (21), а преобразования (16) и (17) осуществляются с помощью модельных представлений слоя пространства. [c.47]

Переходя от пространственной модели оптической системы для частично когерентного квазимонохроматиче1 кого излучения (39) в пространственно частотную область, с учетом выражения (26) получим [c.53]

Когерентный слой пространства эказывает воздействие как на амплитудные, так и на фазовые характеристики излучения, т. е. его модельное представление строится на тех же основных допущениях, что и модель оптической системы. [c.56]

Образование изображения некогерентно излучающего одномерного объекта для оптической системы, обладающей свойствами линейности и изопланатизма, без учета геометрического и фотометрического масштабов иллюстрирует рис. 199, где (х) характеризует распределение яркости на предмете. Каждому линейному элементу —Вд объекта соответствует некоторая функция рассеяния А ( ) объектива, которая является, по сути, математической моделью оптической системы, она отображает действие аберраций, дифракции и рассеяния света. Иногда ее называют аппаратной функцией. Параметр I отсчитывается от точки изображения, в которой определяется освещенность. [c.247]

Расчет хода лучей, рассмотренный в предыдущих параграфах, позволяет получить значения волновых и поперечных аберраций в любой точке зрачка. Для анализа структуры изображения необходима, как было показано в гл. 2, полная внутренняя функциональная модель оптической системы, включающая в себя в качестве основной составляющей функцию (х, сг, р) волновой аберрации от координат на зрачке, предмете и спектральном интервале. В принципе можно каждый раз, когда понадобится значение волновой или поперечной абаррации в какой-либо точке зрачка, поля и спектрального интервала, рассчитывать необходимый луч и определять требуемые значения. Этот довольно простой путь нерационален, так как при анализе изображения, например, требуются значения аберраций в очень большом количестве точек зрачка (до нескольких десятков тысяч) и ясно, что расчет такого количества лучей займет значительное время. С другой стороны, очевидно, что аберрации изменяются достаточно плавно по зрачку, полю и спектральному интервалу, и для полного суждения об аберрациях обычно достаточно иметь их значения в небольшом количестве точек. В 8 было показано, что волновая аберрация может быть полностью описана при помощи коэффициентов разложения по удачно выбранному базису. Причем требуется сравнительно небольшое количество коэффициентов. [c.124]

Оптимизационная модель оптической системы — это совокупность математических понятий, описываюи их ее как объект оптимизации, а также соотношений, связывающих эти понятия. Основными компонентами оптимизационной модели являются [c.196]

Модель некогерентной оптической системы получена для некогерентного монохроматического источникг излучения. Для большинства прикладных задач некогерентность излуч ния сопровождается его полихрома-тичностью (тепловые, люминесцентные источники излучения). Тогда распределение освещенности в изображечии, даваемом оптической системой, определяется спектральными характеристиками источников излучения, монохроматическими аберрациями оптической системы и зависимостью дифракционных явлений от длины волны [c.52]

Слой пространства изменяет амплитуду и фазу волн и, следовательно, существенно влияет на изображение, которое строится оптической системой ОЭП. Поэтому для построения модели обобщенного ОЭП необходимо учесть свойства срещл со случайным распределением коэффициентов пропускания и преломления. Характериотики таких распределений для практически важных сред, например дл1 атмосферы, определяются полуэм-пирическими зависимостями. При модельном представлении слоя пространства используют выражение дл совместной передаточной функции слоя пространства и оптической сист мы [ 4] [c.56]

При модельном представлении оптической системы в качестве функции Грина, удовлетворяющей уравн1 нию Гельмгольца для когерентного сигнала, рассматривается импульсньи отклик И х. у). Аналогичная функция может быть найдена и для выражения (43). Следовательно, модель когерентного слоя пространства можно представить в виде фазового транспаранта, аналогично оптической систзме [c.56]

Уравнение (51) отвечает также требованиям, предъявляемым к модели элементов оптико-электронного тракта как объекта проектирования. Оно наглядно представляет процесс пр< образования сигнала в анализаторе изображения и в то же время явным образом связано с конструктивными параметрами системотехнического уровня проектирования. В качестве таких параметров целесообразно рассматривать коэффициенты рядов, описывающих импульсный отклик h (х, j ) и закон анализа х = х (г), у = у(/). Как и в случае оптической системы, функцию h x, у) удобнее представлять в ЭВМ в форме двумернсго массива (матрицы) и в форме степенного ряда [c.61]

Для анализа чувствительности пользователь вводит вместо коэффициентов разложения в ряд передаточных функций коэффициенты разложения в ряд производных от передаточных функций. Помимо задачи анализа ПАСМ позволяет пользователю на этапе разработки структуры модели объекта проектирования оценит), выполнимость ТЗ на объект проектирования. Для этого в пакете предусмс трен режим работы одиночного модуля слой пространства , с помощью которого оценивается диаметр входного зрачка оптической системы и пэлоса пропускания электронного [c.142]

Страна, фирма, марка (модель) Источник излучения Радиационный преобразователь Оптическая система Передающая. телевизионная трубка Особенности конструкции э Чувстви- = тель-ность, % [c.369]

Однако теория идеальной оптической системы не давала возможность оценить качество изображения, даваемого оптическим инструментом, а главное, не позволяла решить вопрос о влиянии конструктивных элементов линз (радиус кривизны, диаметр, толш ина, показатель преломления) на величину аберраций (ошибок), даваемых оптическими приборами [47]. Совершенствование модели идеальной оптической системы привело к разработке обш ей теории аберраций оптических систем. [c.366]

Вторая ветвь оптической системы представляет собой оптическую часть регистрирующего устройства и дредназначена для передачи энергии рассеянного света от исследуемой точки модели на светочувствительную площадку приемника света — катод фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). В эту ветвь входят объектив (от универсального измерительного микроскопа УИМ-21) 8, вогнутое зеркало 9, отрицательная линза 10, монохроматический фильтр 11, катод ФЭУ 12. Объектив проектирует с увеличением изображение просвечиваемого элемента модели на вогнутое зеркало, которое в этой ветви играет роль диафрагмы в алюминиевом слое зеркала на оптической оси второй ветви оставлен непокрытым кружок диаметром 0,5 мм — световой зонд . Узкий пучок света, прошедший [c.32]

Поворотный узел состоит из массивного основания и установленных на нем колец — двух вращающихся и промежуточного неподвижного. Ось колец совмещена с осью светового пучка, просвечивающего модель. На внутреннем вращающемся кольце устанавливается иммерсионная ванна 10. На наружном кольце укреплена каретка 11 с платформой 12 и стойками 13, несущими трубу И (см. рис. 1). В основном канале трубы смонтированы элементы второй ветви оптической системы установки (см, рис. 2, ноз. 8—12). Ее боковой прилив 15, где собраны элементы третьей ветви (см. рис. 2, поз. 13—15), выполняет роль визирной трубки. Вращающиеся кольца обеспечивают требуемые направления наблюдения и требуемые пдложения иммерсионной ванны. На вращающихся кольцах нанесены шкалы с ценой деления 1°. Индексы с нониусами (точность отсчета 0,1°) расположены на промежуточном кольце. Кольца закрепляются в нужных положениях стопорами. [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...