Читать онлайн «Компьютерное моделирование оптических систем. Ч.1»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ А. П. Смирнов, Д. А. Абрамов, А. Ю. Пименов КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Часть 1 ЛИНЗОВЫЕ УСТРОЙСТВА Практикум в среде MathCad Учебное пособие Санкт-Петербург 2012 Смирнов А. П. , Абрамов Д. А. , А. Ю. Пименов Компьютерное моделирование оптических систем. Учебное пособие - СПб: НИУ ИТМО, 2012. - …с. Изложены принципы построения программ в среде MathCad. Приведены модели оптической системы в параксиальном приближении и реальных линзовых осесимметричных систем, на основе которых рассмотрены некоторые свойства измерительных процессов применительно к конструированию оптико-механических систем. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Оптотехника» и специальности 200400. 68 - «Оптико-электронные приборы и системы». Рекомендовано к печати Учёным советом факультета оптико – информационных систем и технологий, протокол № от В 2009 году Университет стал победителем многоэтапного конкурса, в результате которого определены 12 ведущих университетов России, которым присвоена категория «Национальный исследовательский университет». Министерством образования и науки Российской Федерации была утверждена программа его развития на 2009–2018 годы. В 2011 году Университет получил наименование «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики» (С) Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2012 (С) А. П. Смирнов, Д. А. Абрамов, А. Ю. Пименов, 2012 2  Содержание: 1. Входной зрачок………………………………………………4 2. Пучок лучей…………………………………………………. 14 3. Параксиальная система……………………………………... 18 4. Моделирование взаимодействия луча с оптической поверхностью………………………………………………... 26 5. Преобразование координатных систем……………………. 34 6. Линзовая оптическая система………………………………38 7. Компьютерное моделирование первичных погрешностей оптико-электронных приборов……………………………. . 47 8. Критерии качества изображение на основе пятна рассеяния изображения точки…………………………………………. 61 9. Расчёт на точность по методу соответствия допусков коэффициентам влияния……………………………………66 10. Сведения из MathCad…………………………………. 76 11. Список литературы……………………………………82 3  КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Часть 1 ЛИНЗОВЫЕ УСТРОЙСТВА 1. Входной зрачок Будем придерживаться правила: оптическая система с входным зрачком «В» (рис. 1) помещёна в правое трехмерное декартовое координатное пространство. В правом пространстве направление осей таково, что если смотреть навстречу, например, оси ОХ, помеченной на рисунке верхней точкой, то ось OY совместится с осью OZ, если первую вращать против часовой стрелки (положительное направление).