You are hereOS1

OS1


Předmět: Optické systémy 1

Katedra/Zkratka: OPT/OS1

Rok: 2017

Garant: 'RNDr. Vladimír Chlup'

Anotace: Předat studentům detailnější znalosti o optických zobrazovacích systémech, jejich konstrukčních variantách, metodách konstrukčních návrhů, hodnocení kvality zobrazení a určování konstrukčních tolerancí.

Přehled látky:
1. Omezení paprskových svazků v zobrazovacích optických soustavách a jejich analýza 2. Rozdělení objektivů podle typů 3. Metody výpočtu optických soustav 4. Globální optimalizace, toleranční rozbory, statistická predikce kvality systému 5. Teorie a konstrukce dalekohledů 6. Objektivy dalekohledů 7. Noktovizní a termovizní systémy (VIS, IČ a UV systémy) 8. Difraktivní objektivy a gradiendní objektivy 9. Teorie a konstrukce lupy a mikroskopu 10. Základní mikroskopové techniky Praktická cvičení a experimentální úlohy k přednáškám: 1. Omezení paprskových svazků v zobrazovacích optických soustavách a jejich analýza a) Určete teoretickou kvalitu plankonvexních objektivů Galileových dalekohledů z roku 1609. Konstrukční parametry objektivů odpovídají údajům dle tabulky: dalekohled Galileo 1A: f '=1330mm, D=51mm, Dclony=26mm dalekohled Galileo 2A: f '= 980mm, D=37mm, Dclony=16mm samostatný objektiv: f '=1710mm, D=58mm, Dclony=38mm Předpokládejte, že čočky jsou vyrobeny z materiálu, který odpovídá optickému sklu K10 firmy Schott. b) Pomocí programu OSLO určete průběh otvorové vady a komy (pro čáru d) jednoduché Huygensovy čočky o f '= 200 mm, n=1.5, c=2 a okrajové tloušťce 0. Porovnejte průběhy při různých orientacích čočky. c) Pomocí programu OSLO určete průběh otvorové vady a komy (pro čáru d) u Deskartesovy hyperboloidní čočky obdobných parametrů jako v příkladě b. d) Pomocí programu OSLO určete průběh otvorové vady a komy (pro čáru d) Huygensova dubletu, který emuluje hyperboloidní čočku. f) Porovnejte výsledky konstrukcí dle příkladů c) a d) v případě, že čočka je vyrobena z optického skla K10 firmy Schott a pracuje ve viditelném pásmu. 2. Rozdělení objektivů podle typů Pomocí programu OSLO analyzujte optických výkon předložených objektivů (data soustav jsou uložena na Wiki katedry): krajinářského objektivu, Petzvalova objektivu, a teleobjektivu. Výsledky porovnejte. 3. Metody výpočtu optických soustav Vezměte Gullstrandův model oka (data na Wiki katedry) a pomocí prohýbání jednotlivých ploch navrhněte oko, které dosáhne většího rozlišení. Optimalizujte Gullstrandův model s cílem dosáhnout maximální rozlišovací schopnosti pomoci metody nejmenších čtverců. 4. Globální optimalizace, toleranční rozbory, statistická predikce kvality systému S využitím globální optimalizace navrhněte pomocí programu OSLO jiné varianty achromatického dubletu a Taylorova tripletu. Vygenerujeme výkonnostní funkci OSLO, která pracuje s velkým množstvím obrazových bodů, paprsků a vlnových délek. 5. Teorie a konstrukce dalekohledů Navrhněte terestrický zaměřovací dalekohled se zvětšením 4x a průměrem vstupní pupily D=32 mm tak, aby jeho celková délka nebyla větší jak 350 mm a výstupní pupila ležela za poslední plochou okuláru minimálně ve vzdálenosti 50 mm. Úroveň vignetace do 50%. Následně porovnejte svůj návrh s reálnými soustavami společnosti Meopta. 6. Objektivy dalekohledů Navrhněte konstrukci dalekohledu dle parametrů Hubblova vesmírného dalekohledu. Navrhněte obdobný systém vhodný pro menší kosmickou loď. Navrhněte zrcadlový kolimátor schiefspigler dle konstrukce reálného kolimátoru pro měření IR objektivů. 7. Noktovizní a termovizní systémy (VIS, IČ a UV systémy) Proveďte měření MRDT u dvou LWIR kamer a porovnejte výsledky. Měření jsou prováděna na lavici s černým tělesem doplněným o elementy zakoupené v rámci tohoto projektu. 8. Difraktivní objektivy a gradiendní objektivy Navrhněte konstrukční parametry hybridního VIS plastického dubletu podle kvalitativních parametrů hybridního dubletu firmy Edmund a porovnejte teoretické výsledky s praktickým měřením. Obdobně postupujte pro hybridní asferický LWIR dublet.