Cell设计光学基础
光学设计基础知识点汇总
光学设计基础知识点汇总光学设计是光学工程领域中的重要组成部分，它关注光的传播、聚焦和分析等过程，以满足特定的设计需求。
本文将对光学设计的基础知识点进行汇总，旨在帮助读者了解光学设计的基本原理和方法。
一、光的传播与折射在光学设计中，光的传播和折射是非常重要的基础知识点。
光的传播遵循直线传播的原则，即光线在均匀介质中直线传播。
当光线从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象。
折射现象遵循斯涅尔定律，即入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在一定的关系。
二、光的反射和镜面成像反射是光学设计中另一个重要的基础知识点。
根据菲涅尔反射定律，光线在平面镜上发生反射时，入射角等于反射角。
基于反射原理，可对镜面成像进行分析。
当光线平行于主光轴入射到凸透镜或凹透镜上时，可利用薄透镜公式计算成像位置和成像大小。
三、透镜和光的成像透镜是光学设计中常用的元件，它可以实现对光的聚焦和分散作用。
根据透镜的形状，可分为凸透镜和凹透镜。
凸透镜可以使光线向主光轴聚焦，有收敛作用；凹透镜则使光线远离主光轴，具有发散作用。
通过透镜公式，我们可以计算出透镜的焦距、物距、像距和成像大小等参数。
四、光的色散和光谱分析光的色散是指光在不同介质中传播时，不同波长的光线受到的折射程度不同，使得白光分解成不同颜色的现象。
通过光谱分析，我们可以获得物质的特征光谱，进而对物质进行分析和识别。
光学设计中经常利用色散现象实现对光的分析和处理。
五、光学元件的设计与优化在光学设计中，为了满足特定的设计需求，需要设计和优化各种光学元件。
光学设计的目标是通过调整元件的形状、材料和参数等因素，使得光线能够达到预定的聚焦效果或光谱分析要求。
常用的设计方法包括几何光学方法、光线追迹法以及优化算法等。
光学设计是一门复杂而精密的学科，需要深入了解光学基础知识和相应的数学物理知识。
通过对光的传播、折射、反射、成像、色散等方面的研究，可以不断提升光学设计的能力和水平。
同时，结合实际应用需求，有效运用光学元件，可以实现各种光学设备和系统的设计与制造。
光学基础知识详细版.pptx
2. 物像关系基础公式
• 高斯公式：
p 为物距，q 为像距，f 为焦距
在一般摄影时像距其实与焦距非常接近， 但是在微距摄影时，像距则可能大于焦距，此 时放大率会超过 1。利用高斯公式其实也可以 导出放大率公式：
放大率 M﹦p/q
2. 色差
• 透镜最主要像差一般为色差，大家都知道三棱 镜会将白光分散为光谱，透镜的侧面看来其实 也像棱镜，所以会有色差，红光波长较长，结 果红光焦点就比蓝光焦点长，因此焦点不在同 一平面上，所以目镜看红光影像清晰，蓝光影 像就不清晰，反之亦然，用没有消色差的透镜 当物镜就会看到物体镶了红边或蓝边，不够清 晰。
称轴线 今后我们主要研究的是共轴球面系统和平面镜、
二、成像基本概念 1、透镜类型 正透镜：凸透镜，中心厚，边缘薄，使光线会聚,也叫会聚透镜
会聚：出射光线相对于入射光线向光轴方向折转
负透镜：凹透镜，中心薄，边缘厚，使光线发散，也叫发散透镜
发散：出射光线相对于入射光线向远离光轴方向折转
2、透镜作用－－－成像
1. 焦距
在单透镜而言，如果窗外景物够远，那么透镜到倒立影像之距离 可视为焦距。如要更确实的量测，可以对着太阳在地面呈像，再 量测透镜到影像的距离。
• 要知道真正的焦距，还有一个方法，就是用物距与像距来计算， 因为物距与像距的比与物高与像高的比值是一样的，物高可以找 一个已知高度的物体，像高可以量测，物距可以量测，像距就可 以计算出来，而物距超过焦距五十倍以上时，算出来的像距已经 极接近焦距的数值。
第五节 光学系统类别和成像的概念
各种各样的光学仪器 显微镜:观察细小的物体 望远镜:观察远距离的物体
各种光学零件——反射镜、透镜和棱镜
光学系统：把各种光学零件按一定方式组合起来，满足一定的要求
CELL制程简介ppt课件
13
☆ Rinsing(潤濕) or Shower 原理:
14
Cavitations Jet 洗淨原理
上下沖洗基板，水壓越 大則洗淨能力越好。而 氣泡則可以緩衝強大的 水流，避免造成基板的 損傷
水壓:10 ~ 20Kg/cm2
氣泡
Air
15
PI轉寫機
★轉寫機 : 基板進入後, 經過對位, 真空吸著, A輪與P輪(凸版) 展色, 便開始印刷,將PI液均勻的印在基板上為面板最複雜的製程。 ★預烤爐
ITO (0.15μ SiO2 CF (1.30μ
SiO2 Glass (0.7mm)
3
LCD 面 板 構 造 圖
彩色濾光板
上偏光板
液晶層
ITO 電極
上玻璃基板
下玻璃基板 下偏光板 配向膜 間隔劑 液晶分子 框膠
4
LCD 模組分解示意圖
間隔橡膠-X 螺絲
Y-TAB
Y-PCB
AAA AAA
AAA AAAAA
21
刮刀的清潔
用無塵紙沾NMP 擦拭直到刮刀上無殘留PI為止,再用無塵紙沾 酒精擦拭,注意要點是擦拭時須小心不能傷到刀刃部。
PI供給管路的清潔
將NMP裝入鋼瓶中 ,沖洗管路中的PI液然後再將管路中的NMP 噴乾淨,拆下濾心( 此時須注意濾心內的細部零件)泡入NMP溶 劑中。
挑點
目前轉寫工程最棘手的作業，原因是必須靠作業者經驗的累 積才能作好的工作，以目前生產的經驗挑點往往影響不少生產 時間，也會降低良率，提生作業者能力是很重要的。
物的污染源…….等等。 2. 無機污染: 人體的汗、顏料、塵埃、金屬屑……等等。 3. 工程污染: 搬運、裝置運轉、包裝紙材、其他製程殘留
光学设计中必备的理论基础
用
代入物像位置关系式
同时还可得到以下两个关系式：
• 物平面以细光束经球面所成的像 1 ． 物平面以细小光束成像
细光束， A—— 》 A' 完善成像 同心球面 A1A A2—— 》曲面 A1'A'A2' 完善成像 由公式， l 变小， l ' 也变小，平面 B1AB2—— 》曲面 B1'A'B2' 不再是平面：像面弯曲
由
得
j 为拉氏不变量，它是表征光学系统性能的重要参数
§ 2-4 反射球面 —— 球面镜 返回本章要点
反射是折射当n'=-n的特殊情况 一．物像公式
由 n'=－n 得
球面镜的光焦度为
二．焦距
f '=f 且与 r 同号。
凹面镜 f’<0 为实焦
点
三 、放大率与拉氏不变量
三种放大率
凸面镜
f’>0 为虚焦 点
对某一环带
称消色差
色差曲线可以画成
形式或
形式，大多数软件是将三种色光球差曲
线画在一起，以主色光像面为基准，称三色球差曲线。 返回本章要点
设
，若对 0.7 带光消色差，则有
本图形由软件 GA 画出
想一想：在消色差环带，F 光与 C 光像点重合，它们能否与 d 光像点重合？为什么？ 位置色差是对两种色光而言，在某孔径带校正了位置色差后，两种色光像点与主色光的像点之间的距离称 二级光谱。
• 摄影光学系统的焦距、相对孔径与视场 返回
焦距
远处
决定像的大小： 近处
大视场小：特写镜头，远摄镜头 小视场大：全景镜头，广角镜头
与像面照度有关
大：强光镜头
相对孔径
光学设计需要的知识点
光学设计需要的知识点光学设计是一门综合性的学科，涉及到光学现象、光学元件的设计和制造等方面的知识。
在进行光学设计时，我们需要掌握以下几个主要的知识点：一、光学基础知识在进行光学设计之前，我们需要了解一些光学基础知识，包括光的本质、光的传播方式、光与物质相互作用的基本原理等。
这些知识将对光学设计的理解和应用起到基础性的支撑作用。
二、光学元件的特性光学元件是光学系统中的基本组成部分，因此我们需要了解各种光学元件的特性和工作原理。
比如，透镜的成像原理、棱镜的色散特性、镜面的反射规律等。
这些知识将帮助我们选择合适的光学元件，并进行光学系统的设计和优化。
三、光学系统的构建光学系统是由多个光学元件组成的，它们之间的位置、形状和参数的选择对于光学系统的性能影响很大。
因此，在光学设计中，我们需要了解光学系统的构建原理和常见的光学布局方式，例如正向布局、倒向布局、成像系统布局等。
同时，还需要熟悉光学系统中各个元件之间的关联性和调节方法。
四、光学设计软件的应用光学设计软件是进行光学设计的重要工具，它可以帮助我们进行光学系统的仿真和优化。
因此，我们需要掌握光学设计软件的基本操作和使用技巧，了解如何利用软件对光学系统进行建模、计算和分析。
五、光学制造和测试技术光学设计的最终目标是实际应用，因此我们还需要了解一些光学制造和测试技术。
比如，光学元件的加工工艺、光学表面的质量检测方法、光学系统的调试和测试等。
这些知识将帮助我们更好地将光学设计转化为实际的光学产品。
光学设计作为一个复杂而又有挑战性的领域，需要掌握的知识点众多。
除了上述提到的知识点外，还有很多相关的知识和技术，如非线性光学、光电子学、光学材料等。
只有不断学习和深入理解这些知识，我们才能在光学设计中取得良好的成果。
总结起来，光学设计需要我们掌握光学基础知识、了解光学元件的特性、掌握光学系统的构建方法、熟悉光学设计软件的应用以及了解光学制造和测试技术。
这些知识点的掌握将对我们进行光学设计和优化提供有力的支持，提高光学系统的性能和质量。
光学设计常用知识点归纳
光学设计常用知识点归纳光学设计是光学工程中的重要分支，它涉及到光的传播、折射、反射等现象，并运用这些知识点来设计各种光学系统。
以下是光学设计常用的知识点归纳。
1. 光的基本性质光是一种电磁波，具有粒子和波动性质。
它的主要特性包括光的传播速度、波长、频率和光束的能量等。
光的基本性质对于光学设计起着重要的指导作用。
2. 折射定律折射定律是光学设计中一项重要的基本原理。
它描述了光从一种介质到另一种介质时的折射规律。
根据折射定律，入射光线、折射光线和垂直于界面法线均位于同一平面上，并且入射角与折射角之间满足一定的关系。
3. 反射定律反射定律指出入射角等于反射角，即入射光线和反射光线在反射面上关于法线的角度相等的规律。
反射定律在光学设计中常用于设计反射镜、平面镜等光学元件。
4. 球面折射球面折射是光学设计中经常涉及的一种现象。
当光线从一个介质射向球面时，会产生折射现象。
通过球面折射定律，可以计算出入射光线在球面上的折射角，进而设计合适的球面透镜、球面凸透镜等。
5. 光的色散光的色散是指不同波长的光经过光学介质后发生折射角不同的现象。
这导致光的不同颜色在经过光学系统后会发生色差。
在光学设计中，需要考虑色散对系统性能的影响，并采取相应的补偿措施。
6. 光学成像光学成像是光学设计中的核心内容。
它涉及如何利用光学系统使物体的图像能够清晰地出现在成像平面上。
光学成像涉及到光线的传播路径、透镜的焦距、物体和图像的位置关系等。
7. 光学系统设计光学系统设计是光学设计的一个重要方面。
它要求根据具体需求，结合上述的光学知识点和光学元件的特性，设计出能够满足特定功能需求的光学系统。
在设计过程中需要考虑光线传播、成像质量、系统结构等因素。
总结：光学设计常用的知识点包括光的基本性质、折射定律、反射定律、球面折射、光的色散、光学成像和光学系统设计等。
掌握这些知识点是进行光学设计工作的基础，能够帮助工程师设计出高效、高性能的光学系统。
《Cell工程工艺简介》PPT课件
Brush(滚刷)洗净：
利用滚刷在一定压入量（压力）的条件下，在基板表面旋转时产生的机械剥离力
将异物粒子除去。它针对的主要是大粒径的异物粒子。
7
CJ洗净（Cavitation Jet）
8
Hyper Mix洗净
9
基板干燥方法：
气刀（Air Knife）干燥：气刀是使用高压干燥空气从狭缝中吹出，将停留在基板表
扩大图
ＣＥＬＬ
40μm
CELL个数
160,000个/平方ｉｎｃｈ
ＣＥＬＬ深度
10μm
印刷版表面状态：
15
配向膜印刷工艺管理项目：
目的
管理内容
方法
配向材的滴下量
电子天平测量
Anilox Roll的表面状态
用溶剂清洗Anilox Roll上的凹槽
滚轮之间及版胴与基板间的平行度
纸压测定法测滚筒间的平行度；
到更高温度，使溶剂全部挥发，并且配向材固化（亚胺化）形成Polyimide。
印刷时
烧成后
配向膜形成的一般过程
17
其他类型配向材：
印刷时
S1采用混合型配向材
18
烧成设备构成：
冷却部
（6段 空冷）
烧成炉ＩＲ Ｈｅａｔｅｒ
（２０段）
IR Heater
基板
搬送Robot
Heater D/A
基板流向
流量、温度控制
其它高分子。
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配向膜印刷的基本方式：
（凸版印刷）
S1采用方式
＜Ｄｏｃｔｏｒ Ｒｏｌｌ方式＞
ＰＩ Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ
＜Ｓｃｒａｐｅｒ方式＞
Ｄｏｃｔｏｒ Ｒｏｌｌ
（EPDM）
光学设计基础
实际：LFC LF LC 近轴：lFC lF lC（ 近轴区） 即色差在近轴区也存在
编辑版pppt
9
（B）轴外点象差（单色象差）
彗差
编辑版pppt
10
像散、场曲
Xt s XtXs
编辑版pppt
11
畸变
桶形 畸变
yZ编辑版yppZpty
枕形 畸变
12
倍率色差（轴重色差）
yFC yFyC
编辑版pppt
①
Lm 0
系统仅有
初级球差
Lm
4
num 2
4
Lm 0
系统同时具 有初级和二 级球差
L0.707
6
num 2
6
编辑版pppt
44
② SC 0.00~ 00.0 20 525
③
WFC
1
4
~
1
2
编辑版pppt
45
目镜像差容限：
视场中心 2
<30°
30°～60° 60°～
k T'
1.5
nsinU
xt's
因为追迹的光线越多，评价就越精确， 越能反映出象上光强分布的情况。
编辑版pppt
53
例如：入瞳分布400等分
半部为200等分 4个视场 5个色光 5次离焦，找最佳象面
编辑版pppt
19
二、典型光学零件的外形尺寸计算
1. 理想成像理论 2. 渐晕系数 3. 棱镜转像系统 4. 透镜转像系统 5. 场镜
编辑版pppt
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§3 光学系统初始结构的计算方法
初始结构的计算目的就是要确定系统的 初始结构参数：曲率半径、透镜的厚度、 间隔、玻璃折射率和色散等。它的计算方 法有两种：一种是根据初级像差理论用代 数法求解初始结构；另一种是从已有的专 利文献资料中选择初始结构。
第四章 光学设计基础
一致,就修改原来的面形,逐步逼近. (2)逆行光路法 根据需要的配光曲线的形状,哪些角度上光线少 哪些光线多,那么,从少光线的 角度上入射光线的话,一定被 折射材料反射出来(进不去). 而多的部分就全部应进去,因 此设计就倒过来做,从灯具的 外部开始,选择若干条有代表 性的光线,看怎样阻挡/畅通光 00方向无光线 线,从光路上最终得到曲面. 进入灯腔内
图中,从光源射向反射器的光线f P的角 度是θ和φ,分别代表纬度角和经度角;从反 射器中射出的光线PQ的角度C 和γ,分别 代表经度角和纬度角.
7)光源平均亮度
反射器出射光强I的计算 都用I=L’·S0cosθ,即闪亮的投 影面积S0cosθ乘以闪亮面上 的亮度L’.L’就是光源亮度L 乘以反射比ρ,因此必须知道 光源的亮度. 探照灯的光强I= ρ LS0cosθ 实际上发光体的亮度是各处都不同,为了比较和计算,现 大多取平均亮度,用Ĺ . Ĺ=I/S0cosθ I是观察方向上的光强,S0是实际面积,S0cos θ是投影面积. 然后,在样本上往往只知道光源的光通量,此时的平均亮 度的计算都基于发光面具有漫射(漫反射或漫透射)特性为 前提.
椭圆的直角坐标方程: x2/a2+y2/b2=1 极坐标方程: ρ=l/(1+e cos θ) 偏心率e=c/a, 及l=a(1-e2)=b2/a, 在已知θmax和αmax的情况下,偏心率的求得有: e=sin(θmax - α max)/(sinθ max +sinα max )
(5)渐开线 封闭的曲线都有渐开线,在反射器中用得 最多的是圆渐开线. 将一根环绕一个圆的绳索拉开,其线端 划出的弧线就是圆渐开线. 制作方法是先将圆等角度细分,得相等 的弧长,在各个分割 点上作切线,将切线 的长度等于相应的 弧长即可.
光学设计基础
Fiber_CAD 是为设计或使用光纤、光器件和光通信系统的工程师、 科学家和学生们推出的，此软件包通用、强大，通过融合光纤色散、损 耗和偏振模色散（PMD）各个模型计算所得的数值解来解决光纤模式传 输问题。
HS_DESIGN
一个动态的计算机辅助工程程序，通过基于物理层对异质结结构电 学光学的特性仿真来协助半导体光器件的设计。HS_Design 利用对各个 半导体层的精微仿真来分析生长时晶体外延结构的光学特性，包括缓 冲、分隔、蚀刻、接触、覆膜和金属化层。客户只需定义材料系统（例
TRACEPRO
TracePro 是一套普遍用于照明系统、光学分析、辐射分析及光度分 析的光线仿真软件。它是第一套以 ACIS Solid Modeling Kernel 为基 本的光学软件。也是第一套结合真实固体模型、强大光学分析功能、数 据转换能力强及易上手的使用接口的仿真软件。 TracePro 多变化的应 用领域包括： 照明（Illumination）；导光管（Light Pipes）；薄膜
FDTD_CAD
FDTD_CAD 是用于高级有源和无源光器件的计算机辅助设计的强大 而界面友好的软件。FDTD_CAD 的理论基础是时域有限元（FDTD）的方 法，这种方法可以直接在时域中计算 Maxwell 方程。与其他必须假定传 播场类型或特定的传播方向的方法不同，FDTD 方法不对光的传播行为 简单的作任何事先假定。结果是，FDTD 的计算能够提供任意时间点上 整个计算窗内全部或离散的时域信息。如果还需要频域的信息，用离散 傅里叶变换（DFT）就可以得到相应的数据。FDTD_CAD 软件使用的 FDTD 方法的强大功能在于它把动态特性整合于一体，可高效率地用于以下模 型：光传输，散射，折射，反射，极化效应，材料各向异性，色散和非 线性，媒介损耗和增益。
光学设计总结知识点
光学设计总结知识点光学设计是一门综合性的学科，涉及光学原理、设计方法、软件应用等多个方面。
在光学设计中，掌握一些关键的知识点对于设计出高质量的光学系统至关重要。
本文将就光学设计的几个重要知识点进行总结，以帮助读者更好地理解和应用光学设计原理。
一、光学传输矩阵光学传输矩阵是光学设计中常用的一种数学工具，用于描述光线在光学系统中的传输规律。
光学传输矩阵能够将入射光线的位置、方向以及光线的传输路径等信息与出射光线的位置、方向等信息相联系。
通过光学传输矩阵，设计者可以快速计算光学系统中各个元件的参数以及光线的传输特性。
光学传输矩阵的计算方法多种多样，常见的有雅克比矩阵法、ABCD矩阵法等。
其中，ABCD矩阵法是最常用的一种方法，它基于光线的矢量表达，可用于描述球面透镜、薄透镜、光纤等光学元件的传输特性。
二、光学材料参数光学材料参数是指描述光学材料光学性质的一组参数，其中包括折射率、色散性质以及吸收性质等。
在光学设计中，准确地了解和使用光学材料参数是非常重要的。
不同的光学材料具有不同的折射率、色散性质和吸收性质，这些参数对于光学系统的设计和性能有重要影响。
折射率是光学材料重要的光学参数之一，它描述了光线在材料中的传播速度和传播方向的变化情况。
对于不同的波长和入射角，光的折射率一般是有变化的，因此在光学设计中需要考虑光学材料的色散性质。
三、光学设计软件光学设计软件是进行光学系统设计的重要工具，它能够帮助设计者进行光线追迹、光学优化以及系统性能分析等工作。
目前市场上存在着众多的光学设计软件，其中一些常用的有ZEMAX、CODE V、LightTools等。
在使用光学设计软件时，设计者需要了解软件的使用方法以及相关光学原理和设计原则。
只有熟练掌握光学设计软件的使用技巧，并结合光学设计的基本知识，才能更好地进行光学系统设计和优化工作。
四、光学系统的图像质量评价光学系统的图像质量评价是光学设计中的一个重要环节，它用于评估光学系统产生的图像质量是否满足设计要求。
光学设计常用知识点总结
光学设计常用知识点总结光学设计是一门研究光学系统设计和优化的学科，它涉及到许多领域包括光学元件设计、成像系统设计、激光系统设计、光学仪器设计等等。
在光学设计中，要考虑到光学系统的性能、成本和制造工艺等方面的因素，因此需要具备一定的专业知识和技能。
下面将对光学设计中常用的知识点进行总结。
1. 光学系统的基本原理光学系统是由光学元件组成的，包括透镜、棱镜、反射镜等。
光学系统的基本原理包括折射、反射、色散、光程差等，需要了解这些原理才能设计出符合要求的光学系统。
2. 光学元件的设计光学元件的设计是光学设计的核心内容，它涉及到表面形状、材料选择、光学参数等方面的问题。
例如，透镜的设计需要考虑到球面透镜和非球面透镜的设计原理，以及材料的折射率、色散性质等。
3. 成像系统的设计成像系统的设计是光学设计中的重要内容，它涉及到光学系统的分辨率、像质、畸变、光学畸变等问题。
在成像系统的设计中需要考虑到光学设计参数、材料选择、加工工艺等因素。
4. 激光系统的设计激光系统的设计是光学设计中的重要领域，它涉及到激光器、激光束的控制、激光系统的稳定性等问题。
在激光系统的设计中需要考虑到光学器件的参数选择、光线的调节和控制等因素。
5. 光学仪器的设计光学仪器的设计是光学设计的重要内容，它涉及到望远镜、显微镜、光谱仪、光栅等仪器的设计。
在光学仪器的设计中需要考虑到光学系统的性能、成像质量、成本和制造工艺等因素。
6. 光学设计软件的应用光学设计软件是光学设计的重要工具，它可以用于光学系统的建模、优化、分析等工作。
现在已经有很多成熟的光学设计软件，如Zemax、Code V、LightTools等，它们可以帮助工程师更好地进行光学设计工作。
总之，光学设计是一门复杂的学科，它涉及到多个方面的知识，需要工程师具备一定的专业知识和技能。
以上是关于光学设计常用知识点的总结，希望能够帮助读者更好地了解光学设计领域。
光学设计基本知识点
光学设计基本知识点光学设计是科学研究和技术应用的一个重要领域，涉及到光线的传播、衍射、折射、反射等现象，以及光学元件的设计和优化。
在这篇文章中，我们将介绍一些光学设计的基本知识点，帮助读者更好地了解和应用光学设计。
一、光线传播和光的特性光是由电磁波组成的，具有波粒二象性。
在空气中，光的传播速度约为每秒30万公里，并遵循直线传播的原则。
光线是用于表示光传播路径的一条直线，可以通过光线追迹的方法来计算光线的传播路径和光学系统的性能。
二、折射和反射当光线从一个介质射入到另一个介质时，会发生折射现象。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间的正弦值比等于两个介质的折射率之比。
这个定律在光学设计中非常重要，可以帮助我们计算光线经过光学元件时的路径和性质。
反射是光线在界面上发生反向传播的现象，入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角。
反射在光学镜面元件的设计和光线探测等应用中起着重要作用。
三、薄透镜和光学成像透镜是光学系统中常用的重要元件，可以将光线聚焦或发散。
薄透镜是一个非常常见且重要的透镜类型，其厚度可以忽略不计。
通过透镜的折射特性，可以实现光线的聚焦和成像。
光学成像是光学设计中的一个重要问题，主要涉及到物体和像的位置关系、物像距离、放大倍数等。
通过透镜的计算和优化，可以使得成像质量更好，达到实际应用的要求。
四、光学系统的设计和优化光学系统由多个光学元件组成，可以实现一定的光学功能。
在光学系统的设计过程中，需要考虑光学元件的类型、参数选择、组合方式等。
同时，还需要优化光学系统的性能，如减小像差、提高透过率等。
在光学设计中，常用的优化方法包括布里渊优化方法、遗传算法、蒙特卡洛法等。
通过这些方法和计算工具，可以对光学系统进行全面的设计和优化，提高系统的性能。
五、光学设计的应用领域光学设计在许多领域都有广泛的应用，包括光学仪器、激光技术、光电子技术、光通信等。
例如，在摄影镜头设计中，需要考虑光的聚焦和成像问题；在激光加工中，需要设计合适的光学系统来实现精确的切割和打孔。
应用光学与光学设计基础
应用光学与光学设计基础光学是研究光的传播、变换和控制规律的科学，是一门独特而广泛应用的学科。
光学设计则是在光学原理的基础上，利用光学器件进行光的控制和调节的过程。
本文将从光学基础和光学设计的角度，介绍光学的应用和光学设计的基本原理和方法。
光学的应用涵盖了许多领域，如通信、医疗、军事、航空航天等。
在光通信领域，光学器件的设计和制造是实现高速、大容量数据传输的关键。
例如，光纤作为一种用于传输光信号的光学器件，其设计需要考虑光的传输损耗、色散等因素。
光学设计师需要根据具体应用的需求，通过选择合适的光学器件和优化设计，来实现高效的光信号传输。
在医疗领域，光学应用广泛用于诊断、治疗和检测。
例如，光学显微镜可以通过光的折射和散射现象，观察和分析生物细胞和组织的结构和功能。
同时，光学技术还可以应用于激光手术、光动力疗法等治疗方法中，为医疗提供了新的手段和工具。
光学在军事领域也有重要应用。
光学器件的设计和制造可以用于火控系统，用于瞄准和跟踪目标。
光学还可以应用于红外探测和成像，用于实现夜视和隐身技术。
光学设计师需要考虑光学器件的性能和耐久性，以满足军事领域的特殊需求。
航空航天领域也是光学应用的重要领域。
光学器件的设计和制造可以用于光学传感器、光学测量和导航系统。
光学技术的应用可以提高航天器的精密度和可靠性，为航天任务的成功提供保障。
光学设计是将光学原理应用于实际问题解决的过程。
光学设计师需要根据具体应用需求，选择合适的光学器件和优化设计。
光学设计的基本原理包括光线的传播和折射、光学系统的成像原理等。
光学设计中常用的方法包括光线追迹法、矩阵方法等。
光学设计师需要根据具体问题的特点和要求，灵活运用各种方法，进行光学系统的设计和优化。
在光学设计中，光学器件的材料和结构也是非常重要的因素。
不同材料和结构的光学器件具有不同的光学性能和特点。
光学设计师需要考虑材料的透明度、折射率、色散等参数，选择合适的材料。
同时，光学器件的结构也需要进行优化，以实现所需的光学功能。
Cell的理解
Load部
Unload部
干燥 用Hot Plate方式蒸发印刷液中的Solvent 而临时干燥. Pin Hole 检测 检测PI印刷时是否有因Particle而发生的Pin Hole
干燥方式 : Hot Plate 干燥温度 : 70 ℃ 干燥时间 : 90 sec
[ 装备构成图(Nakan) ]
Air Knife 压力 : 上 1.05 kg/cm 下 0.9 kg/cm
R.B C.P U.V
Infra Red 干燥 用远红外线加热方式去除Air Knife后的 残留的水分. Cooling Plate
干燥温度 : 190 ℃
Load部 [ 装备构成图(SPC) ]
Unload部
冷却以IR处理加热的Glass, 降低到常温
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8/25
单位工序
PI印刷/检测
C/F Glass
将Polyimide溶液利用印刷机形成薄膜，Rubbing处理后， 起调整液晶方向的作用。
U.V 调查 PI之前，分解清洗后残留的有机物质，活性表面， 使调准液易Coating的过程
调查量 : 140W 15秒间 UV调查
CELL Process
1. Cell的理解 2. Cell工序Flow Chart 3. 单位工序
1. Cell的理解
1) CELL断面图
300m
One Pixel(像素)
)
C/F Glass Common Electrode (共电极)
Glass
)
TFT Glass
Glass
Pixel Electrode(像素电极)
LOAD(装货) UNLOAD(卸货) [ 装备构成图(Mitusbos/SPC) ]
光学设计基本理论
瑞利判据
焦深
光学传递函数
典型光学传递函数
光学传递函数
方孔时的MTF
分辨率模拟图解
做为中心遮拦函数的MTF
MTF与波前RMS的关系
各类波像差导致的MTF下降
几何像差：点列图（Spot Size）
像差曲线
几何像差：像差曲线
光程差和波像差
光程差介绍
光程差介绍
光学系统中的杂散光
近轴光学
近轴近似 基点基面 近轴光线追迹 基本公式 近轴参数 拉氏不变量
近轴近似
Snell Law：
n sin I = n’ sin I’ 近轴近似： n I = n’ I’
基点基面
基点基面
近轴光线追迹
近轴光线追迹
基本公式
基本公式
基本公式
拉氏不变量
拉氏不变量
光学设计基本理论
内容纲要
第一部分：成 像的几何理论
几何光学基 本定理
第二部分：像 差的几何理论
像差多项式
第三部分：像 质评价
衍射成像理 论 光学传递函 数
第四部分：光 学系统设计
光学系统的 基本要求 典型光学系 统 光学设计步 骤
近轴光学
单色像差
孔径和光阑
色差
几何像差
非球面、光 学材料
光程差、波 像差
◦ 一个共轴系统的每一种初级相差系数，是这个系统中各个面相应的像差系数值和
初级（赛德尔）像差
三级相差：与波像差的W4项相关联的 光线像差是坐标的三次方项
初级（赛德尔）像差
球差
球差的校正
•
球差是轴上像差 • 一般情况与孔径成立放关 系（例如：一个特定的透 镜其像斑大小为0.01英寸， 如果口径缩小到1/2，像 斑大小为0.00123英寸。 通过改变透镜的弯曲度校正
光学设计知识点概括大全
光学设计知识点概括大全光学设计是应用光学原理和技术进行光学系统设计的过程。
它涉及到光学元件的选择、布局和参数优化等方面的内容，旨在实现光学系统的目标性能。
本文将概括介绍光学设计的一些知识点，包括光学成像、光学系统设计方法和一些常见的光学设计软件等。
一、光学成像1. 光学成像原理：介绍光线传播、折射和反射等光学基本概念，阐述成像的本质和条件。
2. 成像表达方式：介绍光学成像的表达方式，如物方和像方的光线追迹法，相差法和矩阵法等。
3. 成像质量评价：介绍光学成像的质量评价方法，如像差理论、MTF（Modulation Transfer Function）等。
二、光学系统设计方法1. 光学系统设计流程：介绍光学系统设计的一般流程和步骤，包括需求分析、光学元件选择和系统优化等。
2. 光学系统的设计参数：介绍光学系统设计中的一些重要参数，如焦距、孔径、视场角、像面尺寸等。
3. 光学设计软件：介绍一些常见的光学设计软件，如Zemax、Code V和LightTools等，以及它们的基本使用方法和特点。
三、光学元件设计1. 透镜设计：介绍透镜设计的基本原理和常见的透镜类型，如球差、彗差和像散等。
2. 反射镜设计：介绍反射镜设计中的一些重要问题，如曲面型状、反射镜面材料选择和镀膜等。
3. 光学薄膜设计：介绍光学薄膜设计的一般步骤和方法，以及如何优化薄膜的性能指标。
四、光学系统的优化1. 成本效益优化：介绍如何在光学系统设计中平衡成本和性能，考虑制造和装配的限制。
2. 杂散光和干扰优化：介绍如何减少光学系统中的杂散光和干扰，提高系统的信噪比和图像质量。
3. 系统性能评估：介绍光学系统性能评估的方法和指标，如光束质量、轴向色差和场曲率等。
总结：光学设计是一门综合性的学科，涉及到光学理论、光学元件以及系统工程等多个领域。
本文对光学设计的一些知识点进行了概括，包括光学成像、光学系统设计方法和常见的光学设计软件等，旨在提供基本的理论和方法，帮助读者了解光学设计的基础知识。
光学设计基础（一）
光学设计基础（一）光学人生，从这里开始！aperture stop（孔径阑）－限制进入光学系统之光束大小所使用的光阑。
astigmatism（像散）－一个离轴点光源所发出之光线过透镜系统后，子午焦点与弧矢焦点不在同一个位置上。
marginal ray（边缘光束）－由轴上物点发出且通过入射瞳孔边缘的光线。
chief ray（主光束）－由离轴物点斜向入射至系统且通过孔径阑中心的光线。
chromatic aberration（色像差）－不同波长的光在相同介质中有不的折射率，所以轴上焦点位置不同，因而造成色像差。
coma（慧差）－当一离轴光束斜向入射至透镜系统，经过孔径边缘所成之像高与经过孔径中心所成之像高不同而形成的像差。
distortion（畸变）－像在离轴及轴上的放大率不同而造成，分为筒状畸变及枕状畸变两种形式。
entrance pupil（入射瞳孔）－由轴上物点发出的光线。
经过孔径阑前的组件而形成的孔径阑之像，亦即由轴上物点的位置去看孔径阑所成的像。
exit pupil（出射瞳孔）－由轴上像点发出的光线，经过孔径阑后面的组件而形成的孔径阑之像，亦即由像平面轴上的位置看孔径阑所成的的像。
field curvature（场曲）－所有在物平面上的点经过光学系统后会在像空间形成像点，这些像点所形成的像面若为曲面，则此系统有场曲。
field of view（视场、视角）－物空间中，在某一距离光学系统所能接受的最大物体尺寸，此量值以角度为单位。
f-number（焦数）－有效焦距除以入射瞳孔直径的比值，其定义式如下：有时候f-number也称为透镜的速度，4 f 的速度是2 f 速度的两倍。
meridional plane（子午平面）－在一个轴对称系统中，包含主光线与光轴的平面。
numerical aperture（数值孔径）－折射率乘以孔径边缘至物面（像面）中心的半夹角之正弦值，其值为两倍的焦数之倒数。
数ˋ 值孔径有物面数值孔径与像面数值孔径两种。
soloarcell光学薄膜基础知识
错误
PBS
二、分束膜
分束膜根据镀膜材料还有金属分 束镜和介质分束镜两种。
两种分束镜各有各的优缺点，可 以根据不同的使用要求和工艺水平 采用不同的类型。
二、分束膜
金属分束镜的优缺点
优点：中性好，光谱范围宽、偏振效 应小、制作简单
缺点：吸收大、激光阈值低 使用注意事项：光的入射方向
二、分束膜
介质分束镜的优缺点
玻璃可以分为：
1、普通玻璃 2、无色光学玻璃 3、有色光学玻璃 4、特殊玻璃等
1、无色光学玻璃的分类
根据化学成分，无色光学玻璃可以分为两类：
1、冕牌玻璃----K带头的玻璃，折射率n较小，色散系
数大，可分为氟冕（FK）、磷冕（PK）、轻冕（QK）、 钡冕（BaK）、重冕（ZK）、镧冕（LaK）、特冕（TK） 等；
四、带通滤光片
从光学薄膜的角度来讲，最有意义的进 展是1899年出现的法布里-珀珞干涉仪。 它是干涉带通滤光片的一种基本结构。而 自从1940年出现金属-介质滤光片以来， 它已经在光学、光谱学、激光、天文物理 学等各个领域得到了广泛的应用。
四、带通滤光片
法布里—珀珞的结构
四、带通滤光片
带通的主要参数
单 层 膜 、 λ/4-λ/4 和 λ/2-λ/2 型 双 层 增 透 膜 理 论 曲 线
5
4
3
2
1
0
400
450
500
550
600
650
700
W a v e le n g th (n m )
一、减反膜
o 多层减反膜
% R e f le c t a n c e
K9基 底 上 各 种 设 计 的 增 透 膜 理 论 曲 线 比 较
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Luminance
※光电曲线越陡越好？
0.6 0.4 0.2 0 0 1 2 3 4 5 6 7
Applied Voltage
VESA对gamma的定义：
BOEHF 开发中心
-29-
Confidential
液晶材料对器件光学性能的影响——液晶参数选择：
BOEHF 开发中心
-30-
•
•
•
BOEHF 开发中心
no > ne
no < ne
-6-
Confidential
•
单轴晶体与双轴晶体：单轴晶体 （方解石晶体、石英、红宝石、冰等）、双轴晶体（云母、 蓝宝石、橄榄石、硫黄等）等等。 横波：质点的振动方向与传播方向相互垂直。光是横波。
•
E
H
•
c
偏振光：如果光在传播过程中，只存在某一确定方向的振动，这种光称为线偏振光或完全 偏振光，简称偏振光。 δ＝0或
BEW: Blurred Edge Width
BOEHF 开发中心
-21-
Confidential
液晶材料对器件光学性能的影响——响应时间：
How to improve MPRT： 1. LC material 2. Overdrive 3. Double Frame
BenQ 24寸PVA液 晶显示器，关背光
G Gate Line
D S Data Line
Pixel
Aperture
Black Matrix
Drain Source
TFT channel
Pixel electrode
Data Line
Gate Confidential
BOEHF 开发中心
-4-
TN type TFT_LCD scanning: Charging time VS. holding time, frequency
Confidential
液晶材料对器件光学性能的影响——色度：
BOEHF 开发中心
-31-
Confidential
4. 色彩学在TFT_LCD液晶显示中的应用
• 光度学(Photometry)： 研究光的发射、传播、吸收和散射等过程，特别针对人眼可感知的光能量计量的科学。 黑体： 完全吸收任何外来波长的辐射的物体。吸收比始终为1。辐射特性可以由普朗克公式来描述：
通常意义上的响应时间Tr+Tf：
tr(上升时间, ton)表示液晶材料在施加电压后透光率由10%增加到90%的时间，tf(下降时间, toff)表示去掉电压后液晶材料透光率从90%减少到10%的时间。
BOEHF 开发中心
-16-
Confidential
液晶材料对器件光学性能的影响——响应时间：
GTG RT： 灰阶响应时间(GLRT)就是面板在灰阶转换时，即液晶分子在两个不同透光状态(即不同灰阶) 之间转换时，所需要的转换时间.
例：平行光垂直入射到光轴平行界面的单轴负晶体上： AAo’, AAe’，BBo’, BBe’ 即为折射光，由惠更斯作图法可以看出，折射光的方向和入射光方 向相同，但o光,e光速度不同。
BOEHF 开发中心
-11-
Confidential
在液晶盒的关态，从盒下表面出射光线为线偏振光，光在盒内扭曲 旋光需满足的条件为：
Δn是折射率各向异性， 为液晶分子的倾角平均值，d为液晶 层厚度， 为扭曲角 TN盒，光在盒内扭曲光需满足的条件变为：
Δnd>>λ/2被称为莫根条件，例如：d=3um，Δn=0.15，所以 Δnd=0.45um，满足莫根条件。 在莫根条件满足时，关态TN液晶盒内液晶分子形成的是一种扭曲结 构。当对两块玻璃片上的电极加一定大小的电压后，形成垂直于基 板方向的电场，由于Δε>0，液晶分子将随电场方向排列，扭曲结构 消失，导致旋光作用消失。
BOEHF 开发中心
-14-
Conf响应时间：
影响响应时间的因素：电压、旋转粘 度，介电各向异性、gap…
※CRT显像原理 ? 视觉残留、空间混色 Motion Blur
BOEHF 开发中心
-15-
Confidential
液晶材料对器件光学性能的影响——响应时间：
0 0 64 128 191 255 1.2 1.2 1.2 1.5 9.3 9 14.9 18.2 16.8 24.4 64 19.1 128 21.1 19.7 191 22.4 20.2 20.2 255 4.3 4.3 4.4 4.7
Note: 1. 改善GTG——Overdrive; 2. GLRT不能完全消除Motion Blur: (a) 无法对所有灰阶都进行OD; (b) Hold-type的特性.
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Confidential
液晶材料对器件光学性能的影响——响应时间：
MPRT： 运动图像响应时间(Moving/Motion Picture Response Time)是屏幕在播放动画时，人眼会 观察到的模糊程度。
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Confidential
液晶材料对器件光学性能的影响——响应时间：
为什么液晶显示存在flicker的问题？ 液晶分子直流特性：不能够一直固定在某一个电压不变，不然时间久了，即使将 电压取消掉，液晶分子会因为特性的破坏而无法再因应电场的变化来转动，以形 成不同的灰阶。所以每隔一段时间，就必须将电压恢复原状，以避免液晶分子的 特性遭到破坏，但是，要长时间显示相同画面怎么办？
BOEHF 开发中心
-9-
Confidential
惠更斯作图法：
例：平行光垂直入射到光轴垂直界面的单轴负晶体上： AA’，BB’即为折射光，由惠更斯作图法可以看出，光沿着光轴传播时，折射光和入射光在 同一直线上，o光,e光不分开。
BOEHF 开发中心
-10-
Confidential
惠更斯作图法：
新员工培训 Cell光学基础介绍
BOEHF 开发中心
开发1部 Cell设计科 向贤明 2010年 07月 20日
合肥京东方光电科技有限公司
Contents
TN Type TFT_LCD液晶显示基本原理 TN Type TFT_LCD液晶显示的条件与光学性质 TN Type TFT_LCD液晶材料特性以及对器件光学性能的影响 色彩学在TFT_LCD液晶显示中的应用 常见几种液晶显示模式 Jones Matrix of TN Type TFT_LCD
1. 2. 3. 4. 5. 6.
BOEHF 开发中心
-2-
Confidential
1. TN Type TFT_LCD液晶显示基本原理
常白型TN液晶显示：
（被动发光器件）
BOEHF 开发中心
-3-
Confidential
TN type Active Matrix TFT_LCD pixel (Cst on common)：
LC type Mj08412 Cell gap (um) 23 Area (mm2) 113 Volatge (V) Capacitance (pF) 0 155.390000 0.2 155.390000 0.4 155.350000 0.6 155.290000 0.8 155.360000 1 155.420000 ……. ……..
BOEHF 开发中心
-12-
Confidential
TN液晶盒穿透率特性及应用：
u=2△nd/λ
※为什么TN通常是Normally white ?
BOEHF 开发中心
-13-
Confidential
3. TN Type TFT_LCD液晶材料特性以及对器件电光特性的影响
液晶液体的流动性和晶体的各向异性； 液晶分类： • • • 按形成方式分类：热致液晶(浓致液晶、两性液晶…)； 按几何形状分类：棒状分子(条状、碟状…)； 按分子大小分类：小分子(高分子) ※为什么液晶显示器要用TN液晶 ? 理想液晶材料应具备的性能： • 对光、热、化学试剂的稳定性； • 较宽的向列相温度范围； • 较大的介电各向异性； • 合适的折射率各向异性； • 粘度小； • 高阻抗；
( no − ne ) d
= (2k + 1)λ / 4
二分之一波晶片（简称λ/2片），光程差满足：
(no − ne )d
= (2k + 1)λ / 2
= δ 相位差满足：
(2k + 1)π
•
快轴：传播速度快的光的振动方向（轴）。负晶体的e轴，正晶体的o轴。
•
慢轴：传播速度慢的光的振动方向（轴）。负晶体的o轴，正晶体的e轴。
300.0 250.0 200.0
capacitance
150.0 100.0 50.0 0.0 0 2 4 6 Voltage 8 10 12
Ɛ ~>变量
BOEHF 开发中心
-26-
Confidential
液晶材料对器件光学性能的影响——flicker：
各个灰阶有不同的feed through电压~，Vcom怎么选择？ ？？中间阶调？？ ※为什么在中间阶调调Vcom/flicker？ ※ 怎么减小feed through电压的影响？
BOEHF 开发中心
-22-
Confidential
液晶材料对器件光学性能的影响——视角：
液晶显示器从不同角度观察，其对比度存在差异。导致对 比度视角依赖性的原因是因为液晶双折射的视角依赖性：
光学补偿原理：
WV film--Fuji film
BOEHF 开发中心
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Confidential
液晶材料对器件光学性能的影响——flicker：