光机设计流程
光学设计方案
光学设计方案1. 方法流程1.1 整体设计思路这个光学设计方案主要是为了满足特定的光学功能需求，比如成像、聚焦或者光的传输等。
我会根据光学的基本原理，像光线的折射、反射定律等，来设计光学系统的结构。
这样安排是因为光学系统必须遵循这些基本原理才能正常工作，就像盖房子要遵循力学原理一样。
1.2 背景故事其实是有这么个情况，我们有个项目需要对一个光学设备进行优化或者新设计一个光学设备来解决一些实际问题，比如说提高成像的清晰度或者扩大视野范围。
所以就有了这个光学设计方案。
1.3 计划框架这个方案的核心逻辑就像做一道菜。
首先得确定主要食材（光学元件），然后确定烹饪方法（光学元件的组合和布置方式），最后进行调味（调整光学参数），这样才能做出一道美味的菜肴（满足要求的光学系统）。
2. 实施步骤2.1 启动阶段2.1.1 确定设计目标首先我们要明确这个光学设计是为了实现什么功能，是为了望远、显微还是其他的。
这一步由光学工程师负责，他需要有扎实的光学知识，能够根据实际需求准确地定义设计目标。
这一阶段大概需要1 - 2天。
2.1.2 收集相关资料要收集和研究现有的类似光学系统的资料，看看别人是怎么做的。
这个任务可以安排给一个助理工程师或者实习生来做，他需要有一定的资料收集和整理能力。
大概花费1周的时间。
2.2 规划阶段2.2.1 选择光学元件根据设计目标来选择合适的光学元件，比如透镜、反射镜等。
这需要光学工程师来主导，他要考虑元件的光学特性、成本等因素。
大概需要2 - 3天。
2.2.2 初步布局设计确定光学元件的初步布局，就像规划房子里各个房间的位置一样。
还是由光学工程师负责，他要依据光学原理进行布局，这一步大概需要3 - 5天。
2.3 优化阶段2.3.1 光学模拟利用光学模拟软件对初步设计进行模拟，看看光线传播是否符合预期。
这需要有熟练操作光学模拟软件的工程师来做，大概花费1 - 2周的时间。
2.3.2 根据模拟结果调整如果模拟结果不理想，就根据结果调整光学元件的参数或者布局。
光学设计过程和实际系统举例1
3. 选择物镜和目镜 D D D / f1 2
4. 视场光阑直径 DK
DK 2 f1tg
5. 反射棱镜尺寸
屋脊棱镜作转像系统
光轴倾斜角φ＝80°,棱镜斜边AB是角φ的平分线，∠NKB＝40°
tgu sin sin 50 0.766 u 37.5
AC
f2 25.01mm, 2 35 , lF 2 8.88mm, lF 2 8.6mm
精确的出瞳距
lz lF 2 f2 13.046mm
2. 物镜焦距 f1
f1 f2 (6) 25mm 150mm
3. 入瞳直径 D ，选择物镜结构
五、目镜的视度调节
A 1000 / r(屈光度）
A 5(屈光度）
5f
' 2
2
1000
目镜的视度调节——满足近视眼和远视眼
举例 开普勒望远镜外形尺寸计算
开普勒望远镜
物镜＋目镜 中间实像＋负视觉放大率
已知：视觉放大率 Γ，视场角2ω，岀瞳直径 D 、(筒长 L、目镜
焦距 f2 和岀瞳距）三中选一。
取 D4 12.5mm
8. 目镜的视度调节范围
5 f22 5 252 3.125mm
1000 1000
具有棱镜专像系统的望远镜外形尺寸计算
1. 物、目镜焦距
f1
L , 1
f2
1
L1
2. 入瞳直径D 物镜的通光口径
D D D1 D(物镜框为光阑）
棱镜转换成等效空气板后的光路图
D3
D2
2d
tg
n
四、场镜的计算
《光机设计流程》课件
对光机系统进行多目标优化，以提高系统性能、降低成本和缩短研发周期。
仿真与试验
利用仿真软件对光机系统进行模拟分析和优化，并进行试验验证。
生产准备
完成光机系统的设计后，进行工艺流程制定、工装夹具设计等生产准备工作。
02
CHAPTER
光机设计的前期准备
明确设计目标
对光机设计的需求进行深入分析，明确设计目标，包括性能指标、应用场景、技术要求等。
方案评估与优化
在评估和优化基础上，确定最佳的光机设计方案。
确定最佳方案
根据设计方案，组建光机设计团队，明确人员分工和协作方式。
人员组织
确保具备完成光机设计所需的技术和工具，如CAD软件、光学仿真软件等。
技术准备
根据设计方案，提前准备所需的各种原材料、组件和配件等。
物料准备
03
CHAPTER
光机设计的详细设计
根据光学系统和应用需求，确定机械系统的尺寸、重量、结构等参数。
确定机械系统参数
根据机械系统参数，设计或选择合适的机械结构，如镜筒、支架等。
设计机械结构
利用机械仿真软件对机械结构进行建模，并进行优化以提高稳定性和可靠性。
机械仿真与优化
将设计好的机械结构进行加工和装配，确保机械结构的精度和稳定性。
机械加工与装配
在不同环境条件下，测试光机的性能表现，以评估其环境适应性。
环境适应性测试
05
CHAPTER
光机设计的实际应用与案例分析
激光雷达是利用激光技术进行测距和获取三维地形数据的重要工具，广泛应用于无人驾驶、地理信息系统等领域。
激光雷达
投影仪是一种将图像或视频投射到屏幕或其他表面的设备，广泛应用于教育、娱乐、商业展示等领域。
光机电一体化实验台PLC程序设计
专业综合实践说明书设计题目光机电一体化实验台PLC程序设计设计时间系别机电工程系专业机械设计制造及自动化班级姓名指导教师目录1．题目要求与设计思路 (1)1.1题目要求： (1)1.2设计思路： (1)1.3程序用到的指令和软元件 (1)1.3.1步进指令（STL/RET）： (1)1.3.2位左移指令SFTL (2)1.3.3定时器T (3)1.3.4辅助继电器（M） (3)2．实验所用的硬件 (6)2.1设计版块： (6)2.1.1小车版块： (6)2.1.2数显表版块 (7)2.1.3喷泉版块 (7)2.2设计控制源： (7)2.2.1PLC的特点和应用 (8)2.2.2PLC的主要性能指标和基本结构 (9)2.2.3基本指令如表所示 (11)2.2.4编程的八个步骤 (12)2.2.5PLC的工作原理 (13)3.程序图 (15)4.程序详解 (18)4.1程序的启动 (18)4.2数码管 (19)4.3喷泉 (21)5.输入输出接口连接 (23)6.心得体会 (24)7.参考文献 (25)1．题目要求与设计思路1.1题目要求：小车在中间位置，小车启动，1秒后，小车转向，当与行程开关碰撞的时候，数显表开始倒计时，2秒后，小车停，且小车再次反向行驶，当与行程开关碰撞的时候，数显表开始倒计时1秒，1秒后小车启动，且喷泉限时3秒。
1.2设计思路：设计程序我主要是用的步进指令。
因为它按步执行可以使复杂的程序简单化。
小车向左运行1秒→小车向右运行碰到行程开关X1停；数显管开始倒数2秒→小车向左运行碰到行程开关X2停；数显管倒数1秒→小车向右运行，且喷泉开始亮3秒后小车停。
1.3程序用到的指令和软元件1.3.1步进指令（STL/RET）：①STL（步进触点指令）②RET（步进返回指令）③STL和RET指令只有与状态器S配合才能具有步进功能。
例如：STL S200表示状态常开触点，称为STL触点（步进触点），它在梯形图中的符号为，它没有常闭触点。
光机设计概念与分析
1-1 光机设计初步认识1-2 光源在照明系统之行为1-3 反射罩口径与焦距之关系第二章：投影机光学元件的角色与作用2-1 成像基本概念2-2 照明系统投射原理2-3 成像基本概念2-4 Lens与Panel之关系2-5 系统F#之计算2-6 系统设计实例演练第三章：光机设计分析软件实例介绍3-1 Zemax3-2-1 ASAP3-2-2 ASAP1-1光机设计初步认识照明系统的设计目的为何?灯源在LCD中有何作用?现在要说明的是投影机光机之设计的基本概念。
在此，我们以一三片式穿透式LCD光机为例。
如画面中所显示的是一般所使用的三片式LCD所组成之光机系统。
整个 LCD projector的作用是因为LCD本身并非自发性的发光元件，所以必须使用一个灯源来提供光源。
使其能透过照明系统，有效的照射于LCD面板上，提供LCD面板投影至镜头所需要的光源。
首先，我们将照明系统视为一个黑盒子，灯源的发光分布经过投影机系统成像到LCD面板上面。
由于灯源本身特性使然，其在空间上之能量部分如图A中所示，如果将此光源直接照射于液晶面版上面，除了使得光使用效率大打折扣外，也会使的面版上呈现不均匀之能量分布，进而影响了成像质量。
所以照明系统设计之目的，就是希望透过设计的技巧，除了提升光源之效率外，并能均匀化液晶面版上之能量，如图B中所示。
如此一来，可使得LCD成像面上的每个位置都达到均匀效率的分布。
透过这样的设计，可将LCD 面板透过镜头成像的影像效果达到最佳质量。
1-2光源在照明系统之行为灯源于反射罩上之行为如何?为了使设计之照明系统更符合实际之需求，有效而准确的掌握光于照明系统之行为，就成为首要之事，所以首先我们由灯开始，藉由简单之几何关系，了解光于反射罩上之行为。
如图1所示，是一2次曲线方程式，我们将曲线上第1焦点定义为f1、第2焦点定义为f2，而曲线顶点与第一焦点距离则定义为f，两焦点之距离为S。
首先由f1发射出一光源达到反射罩P点上，经过反射罩，必定会聚焦于f2上面。
浅谈光机电一体化系统设计方法
浅谈光机电一体化系统设计方法作者：张莉娟刘启强来源：《职业·中旬》2010年第04期只有在开发机电一体化应用系统的过程中时刻注意按方法和规律去做,才可能开发出能够最大限度地体现设计者和用户意图的合格系统来。
一、产品的开发设计过程1.准备阶段对设计对象进行机理分析,对用户的需求进行理论抽象,确定产品的规格、性能参数;进行技术分析,拟定系统总体设计方案,划分组成系统的各功能要素和功能模块;对各种方案进行可行性研究对比,确定最佳总体方案、模块设计的目标和设计组织。
2.理论设计阶段根据设计目标、功能要素和功能模块,画出机器工作时序图和机器传动原理简图,计算各功能模块之间接口的输入输出参数,确定接口设计的任务归属;以功能模块为单元,根据接口参数的要求对信号检测及转换、机械传动及工作机构、控制器、功率驱动及执行元件等进行功能模块的选型、组配、设计;对所进行的设计进行整体技术经济评价、设计目标考核和系统优化,挑选出综合性能指标最优的设计方案。
3.设计实施阶段设计机械、电气图样,制造和装配各功能模块;调试模块;进行系统整体的安装调试,复核系统的可靠性及抗干扰性。
4.设计定型阶段对调试成功的系统进行工艺定型,整理出设计图样、软件清单、零部件清单、元器件清单及调试记录等;编写设计说明书,为产品投产时的工艺设计、材料采购和销售提供详细的技术档案资料。
设计过程的各阶段均贯穿着围绕产品设计的目标所进行的三次循环设计,即基本原理一总体布局一细部结构,每一阶段均构成一个循环体,即以产品的规划和讨论为中心的可行性设计循环;以产品的最佳方案为中心的概念性设计循环;以产品性能和结构优化为中心的技术性设计循环。
循环设计使产品设计在可行性规划和论证的基础上求得概念上的最佳方案,在最佳方案的基础上求得技术上的优化。
二、系统设计方案的评价与分析方法1.工效实用性一般用系统总体的技术指标的形式提出,如产量、容量、质型等。
2.系统可靠性在产品设计阶段有计划地进行可靠性分析,是减少产品故障,提高产品工作有效性和维修性的重要设计环节。
数字孪生光机设计
数字孪生光机设计
数字孪生光机设计是一种将数字孪生技术应用于光机设备的设计方法。
数字孪生是一种通过构建虚拟的数字化模型来模拟和仿真实际物理系统的技术，它可以实现对光机设备在各种工作条件下的性能进行全面的预测和分析。
在数字孪生光机设计中，首先需要建立一个准确的光学模型，包括光学元件的几何形状、材料特性以及光学参数等。
这一步需要使用CAD软件或光学建模软件进行建模和分析。
然后，
通过模拟和仿真，可以得到光学系统在不同光照条件下的传播和衍射效果。
接下来，通过采集真实环境中的光学数据，比如光强、波长等参数，可以与数字孪生模型进行对比和校准。
这样可以确保数字孪生模型的准确性和可靠性。
在设计过程中，可以利用数字孪生模型对光机设备的各种性能进行优化和改进。
比如，通过调整光机的几何形状或材料特性，可以改变其光学性能，进而提高整个系统的效果。
另外，在数字孪生光机设计中，还可以利用人工智能和机器学习等技术，对光学数据进行分析和处理，从而进一步提高设计的效率和精度。
总之，数字孪生光机设计是一种基于数字孪生技术的先进设计方法，它可以提高光学系统的设计效率和设计精度，为光学工程师提供可靠的设计工具。
了解激光器的光学设计与研发流程;
了解激光器的光学设计与研发流程;
激光器的光学设计与研发流程包括以下几个主要步骤：
1. 确定激光器的基本参数和性能需求，包括激光器波长、功率、光束质量、输出模式等。
2. 选择适当的激光器器件，例如半导体激光器、气体激光器或固体激光器等。
3. 进行光学设计和模拟，使用光学软件建立三维模型，进行光学仿真和优化，以实现激光器的高效率、高质量、稳定的工作。
4. 制作样机，进行实验验证和性能测试，根据测试结果进行优化设计。
5. 进一步进行性能测试和可靠性测试，并对测试结果进行分析和评价。
6. 量产并进行质量控制，确保激光器产品的稳定性和可靠性。
在整个光学设计与研发流程中，需要进行多次实验和测试来验证设计和优化结果，并不断对设计进行改进和完善，以实现最终产品的高质量和高性能。
同时，需要与物理、机械、电子等多个领域的专业人员紧密合作，共同完成激光器产品的研发和制造。
lcos光机设计流程
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《光机设计流程》课件
微型化：光机 设计将更加微 型化，以满足 便携式、可穿 戴设备的需求。
高速化：光机设 计将更加高速化， 以满足高速通信、 高速成像等应用
需求。
集成化：光机设 计将更加集成化， 将多种功能集成 在一个光机系统 中，提高系统的 集成度和性能。
光机设计的挑战和机遇
挑战：技术更新快，需要不断学习和掌握新技术 挑战：市场竞争激烈，需要不断创新和优化设计 机遇：市场需求大，光机设计有广阔的发展空间 机遇：新技术和新材料的出现，为光机设计提供了更多的可能性
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光学系统：包括镜头、反射镜、棱 镜等光学元件，用于成像、照明、 测量等
电子系统：包括传感器、控制器、 显示器等，用于采集、处理、显示 光学信号
光机设计的流程和步骤
结构设计：根据方案设计， 进行光机结构设计
方案设计：根据需求分析， 设计光机方案
需求分析：明确光机设计的 需求和目标
光机设计对于推动 光学仪器的发展和 创新具有重要作用
光机设计的前期 准备
需求分析和市场调研
确定产品需求：了解客户需求，明确产品功能、性能、外观等要求 市场调研：了解竞争对手，分析市场趋势，确定产品定位 技术调研：了解相关技术，确定技术路线，评估技术可行性 成本预算：评估产品成本，确定预算，制定成本控制方案
控制系统设计
控制系统设计是光机设计的重要组成部分 控制系统设计的目的是实现光机的自动化控制 控制系统设计的内容包括硬件设计和软件设计 控制系统设计的难点在于如何实现高精度、高速度的控制
热设计
热源分析：识别光机中的热源，如光源、电子元器件等
热传导路径：分析热源的热传导路径，如空气、散热器等
光机设计流程
光学仪器设计与制造作业指导书
光学仪器设计与制造作业指导书第1章绪论 (4)1.1 光学仪器概述 (4)1.2 光学设计基础 (4)1.2.1 几何光学 (4)1.2.2 波动光学 (4)1.2.3 量子光学 (4)1.2.4 光学系统设计 (4)1.3 制造工艺简介 (5)1.3.1 光学元件加工 (5)1.3.2 光学系统组装 (5)1.3.3 精密机械加工 (5)1.3.4 表面处理 (5)第2章光学元件与系统 (5)2.1 光学元件分类与特性 (5)2.1.1 反射式元件 (5)2.1.2 透射式元件 (5)2.1.3 混合式元件 (6)2.1.4 特殊光学元件 (6)2.2 光学系统设计原理 (6)2.2.1 光学系统基本组成 (6)2.2.2 光学系统设计方法 (6)2.2.3 光学系统功能评价 (6)2.3 光学元件加工技术 (6)2.3.1 光学玻璃加工技术 (6)2.3.2 光学晶体加工技术 (6)2.3.3 塑料光学元件加工技术 (7)2.3.4 微光学元件加工技术 (7)第3章光学设计方法 (7)3.1 光学设计基本步骤 (7)3.1.1 确定设计指标 (7)3.1.2 选择光学系统类型 (7)3.1.3 光学元件布局 (7)3.1.4 光学元件设计 (7)3.1.5 光学系统优化 (7)3.1.6 光学系统模拟与仿真 (7)3.1.7 光学系统评估与改进 (8)3.2 光学优化方法 (8)3.2.1 系统级优化 (8)3.2.2 元件级优化 (8)3.2.3 算法级优化 (8)3.3 光学模拟与仿真 (8)3.3.2 波前分析 (8)3.3.3 光学传递函数（OTF）分析 (8)3.3.4 点扩散函数（PSF）分析 (8)3.3.5 辐射能量分析 (8)第4章高斯光学与光学成像 (9)4.1 高斯光学原理 (9)4.1.1 高斯成像公式 (9)4.1.2 物像关系 (9)4.1.3 焦距与光焦度 (9)4.1.4 高斯光学成像的对称性 (9)4.2 光学成像系统 (9)4.2.1 透镜成像系统 (9)4.2.2 反射式成像系统 (9)4.2.3 折反射式成像系统 (9)4.2.4 光学镜头设计 (9)4.3 像质评价方法 (9)4.3.1 像差概述 (9)4.3.2 像质评价准则 (9)4.3.3 像质评价方法 (10)4.3.4 像质优化 (10)第5章焦平面探测器 (10)5.1 焦平面探测器概述 (10)5.2 探测器功能参数 (10)5.3 探测器应用与选型 (10)第6章光学镜头设计 (11)6.1 光学镜头类型与结构 (11)6.1.1 类型概述 (11)6.1.2 结构特点 (11)6.2 光学镜头设计要点 (11)6.2.1 光学设计原则 (11)6.2.2 设计步骤 (12)6.3 镜头加工与装配 (12)6.3.1 加工工艺 (12)6.3.2 装配工艺 (12)第7章光学仪器结构设计 (12)7.1 光学仪器结构设计原则 (12)7.1.1 结构设计基本要求 (12)7.1.2 结构设计考虑因素 (13)7.2 光机结构设计 (13)7.2.1 光机结构设计概述 (13)7.2.2 光学元件安装结构设计 (13)7.2.3 光机结构设计要点 (13)7.3 热设计与振动控制 (13)7.3.2 振动控制 (14)第8章光学仪器装调工艺 (14)8.1 光学装调工艺概述 (14)8.2 光学元件装调技术 (14)8.2.1 元件安装 (14)8.2.2 元件调整 (14)8.2.3 测量和优化 (15)8.3 光学系统装调与测试 (15)8.3.1 装调工艺流程 (15)8.3.2 测试方法 (15)8.3.3 测试结果分析 (15)第9章光学仪器功能测试 (15)9.1 光学功能测试方法 (16)9.1.1 透射率测试 (16)9.1.2 波前畸变测试 (16)9.1.3 焦距与视场角测试 (16)9.2 系统成像功能测试 (16)9.2.1 调制传递函数（MTF）测试 (16)9.2.2 点扩散函数（PSF）测试 (16)9.2.3 成像均匀性测试 (16)9.3 环境适应性测试 (16)9.3.1 温度适应性测试 (16)9.3.2 湿度适应性测试 (16)9.3.3 震动与冲击适应性测试 (16)9.3.4 污染物适应性测试 (17)第10章光学仪器应用与维护 (17)10.1 光学仪器应用领域 (17)10.1.1 科研领域 (17)10.1.2 医疗领域 (17)10.1.3 工业制造领域 (17)10.1.4 军事领域 (17)10.1.5 民用领域 (17)10.2 光学仪器维护与保养 (17)10.2.1 清洁保养 (17)10.2.2 防潮防霉 (17)10.2.3 防震防摔 (18)10.2.4 定期检测 (18)10.3 故障分析与处理策略 (18)10.3.1 成像模糊 (18)10.3.2 光学仪器无法启动 (18)10.3.3 测量数据不准确 (18)10.3.4 噪音过大 (18)第1章绪论1.1 光学仪器概述光学仪器是利用光学的原理和技术，以光作为信息载体，进行信息获取、处理、传输和显示的一类精密仪器。
光机系统设计
目录分析
本书将对《光机系统设计》这本书的目录进行详细分析，以帮助读者更好地了解这本书的内容和 结构。
《光机系统设计》这本书是由某知名社于2022年的一部光学工程著作，作者是业界知名的光学专 家李教授。本书主要介绍了光机系统设计的基本概念、原理和方法，以及相关的应用案例。
通过分析目录，我们可以看出这本书的主题和内容特点如下：
在第四章中，该书总结了前文所述内容，强调了光机系统设计在现代社会中的应用和重要性。随 着科技的不断进步，光学系统在诸多领域都扮演着至关重要的角色。光机系统设计理论的不断发 展，使得我们能够更好地解决光学系统中的问题，提高系统的性能和稳定性。未来，随着光学工 程领域的不断拓展和创新，光机系统设计将会有更多的应用场景和挑战，同时也将为人类社会的 发展带来更多的机遇和贡献。
对于这个摘录，我们可以进一步分析和理解。随着移动设备的普及和数据量的爆炸式增长，传统 的无线通信技术已经难以满足人们的需求。在这种情况下，光机系统的出现为解决这些问题提供 了新的可能。光机系统在无线通信场景中的应用需要结合具体的设备和技术进行深入研究。例如， 在手机上应用光机系统需要考虑设备的尺寸、功耗、稳定性等因素。虽然光机系统具有广泛的应 用前景，但目前相关技术仍处于不断发展和完善阶段，需要进一步克服诸多技术难题。
主题的表达方面，这本书表现得非常出色。它不仅涵盖了光学和机械系统设计的经典理论，还引 入了一些前沿的技术和趋势。同时，书中还涉及了一些工程实践的案例，让读者可以更好地了解 实际应用中需要考虑的因素和方法。这本书还深入探讨了光机系统设计中一些关键问题的解决方 案，比如像差校正、系统优化、稳定性分析等等。
光机系统设计
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
光机结构设计1-一纸开卷
成像光学系统主要设计内容⏹ 光学元件的面型参数：材料，曲率，口径，非球面系数…⏹ 光学元件的位置参数安装位置，角度⏹ 光阑的位置和孔径近轴光学公式只适于近轴区域，有什么用？第一，作为衡量实际光学系统成像质量的标准。
用近轴光学公式计算的像，称为实际光学系统的理想像。
第二，用它近以地表示实际光学系统所成像的位置和大小。
光学零件（按形状分）透镜棱镜：光学零件（按形状分）平面镜：光学材料光学玻璃：光学晶体：光学塑料：光学玻璃:①是光学设计最常用的光学材料；②为满足光学设计对多种光学常数、高度均匀性、高度透明性及化学稳定性的要求，应具有复杂的组成和严格的熔炼过程。
各表面作用：①工作表面：有效表面，它用于光的透射、反射、改变光束方向或会聚光线等方面。
②辅助表面：用于连接、光学零件图例1支撑和固定的，又称装夹或安装表面。
③自由表面：用于零件的夹紧或在完成零件基本加工后，为限制零件的形状和尺寸，去掉多余材料得到的表面。
在光学零件图中要反映以下内容：①反映出零件的几何形状、结构参数和公差；②反映出对光学材料的质量要求；③反映出对光学零件加工精度和表面质量的要求。
零件表面与样板表面之间存在的偏差，用两表面间空气隙所产生的干涉条纹数N和ΔN表示。
N表示整个表面的面形偏差；ΔN表示零件表面的局部偏差。
周边加压法：最适用于光圈N＞1的情况。
高光圈，样板周边加压后，干涉条纹从中心向边缘移动。
低光圈，样板周边加压后，干涉条纹从边缘向中心移动。
光学镜片冷加工流程：硝材准备：在开始加工前，需要为光学零件预备加工所用的材料（毛坯或硝材）切削/铣磨：将毛坯料在切削机上进行切削加工，目的是将2个曲面切出与目标球面R值较为接近、中心厚度预留，表面不允许有坑洞等不良为后道的粗磨、抛光做准备；（此工序需注意玻璃硬度与切削砂轮粒度之配合关系）精磨：精磨处于研磨的中间工序，相当于机械加工中的半精加工，此工序的主要目的是消除前到切削时留下的表面坑洞，达到表面粗糙度要求和面型误差、中心厚度控制等；此工序需要选择金刚石颗粒的粒度与玻璃材料磨耗度的搭配关系主轴转速与摆臂的运动幅度等；抛光：研磨抛光是获得镜片表面品质的主要工序，目的是去除上工序粗磨残留的瑕疵并达到表面形状精度、中心厚度尺寸均符合规格要求；此工序需要注意研磨粉洁净度、研磨液调配比例浓度、液体温度、抛光皮选择、转速与摆臂幅度等；芯取/定心磨边：利用金刚石砂轮磨外圆，主要目的是，将组成球面镜片的2个球面对应的圆心连线（光轴）与机械夹具轴（几何轴）重合，同时并确保镜片外观无刮伤，外径尺寸、倒角、深度要求（凹透镜时）均符合规格要求；此工序和切削一样，需要考虑金刚石砂轮粒度与玻璃磨耗度之间搭配关系选择；镜片镀膜工程：镜片粘合工程：镜片涂墨工程：镜头组装工程：模具超精密加工透镜注塑成型光机材料结构设计建模制图加工装配铝⏹最常用的光机材⏹ 质量轻，强度高，价格低，加工性好⏹ 纯铝很少被应用于结构件，一般需要用各种铝合金来实现不同的材料特性⏹ 铝合金通过需要通过热处理来提高强度和消除应力铍⏹重量轻，高刚度，高热导性，外形稳定性特别好------ 低温、航天应用⏹ 耐腐蚀性良好⏹ 材料较脆，加工性能不好⏹ 价格昂贵⏹ 采用热等静压技术可以得到最好的均匀性-光学材料铜，铟钢，镁，碳化硅粘合剂光机仪器中主要两类粘合剂：⏹ 光学胶：光学折射表面粘合，如透镜胶合，棱镜胶合，透镜棱镜胶合⏹ 结构胶：固定机械零件或者光学零件固定到机械零件上光学胶⏹ 失液胶⏹ 热塑胶（固化可逆）⏹ 热固胶（Norland NOA62, Summers C-59)⏹ 紫外光固胶( Norland NOA 61) 结构粘合剂光学仪器设计和生产中经常用粘合剂代替螺钉和压板等紧固件。
光学仪器设计
光学仪器设计光学仪器在科学实验、教育、军事、生活等诸多领域中，都发挥了至关重要的作用，如显微镜、望远镜、摄像机、投影机等。
其设计和生产，需要掌握光学、机械、电子等多门学科的知识。
本文就光学仪器的设计展开论述，主要包括以下几方面：仪器设计原则、设计流程、设计中要考虑的关键因素以及设计示例。
一、光学仪器设计原则光学仪器设计以实现其功能为目的，应根据光学仪器的用途确定主要功能、性能指标。
总结起来，主要包括五个原则：首先，应根据仪器的功能需求和用户的操作习惯进行设计；其次，设计应符合工艺性与经济性的原则；第三，设计为将来的改进预留空间；第四，应考虑到仪器的安全性和环保性；第五，应充分利用现有的材料和元件资源。
二、光学仪器设计流程光学仪器设计流程可以分为五个阶段：需求分析、概念设计、细部设计、制造与调试、最后是产品测试与修改。
在实际操作中，这些步骤往往并不是线性进行，而是相互关联、相互影响。
三、设计中要考虑的关键因素在实际操作中，光学仪器设计师需要根据个别仪器的特性，考虑众多因素，例如，选择适合的光源和光探测器，设计适当的光学系统的布局，以及采用合适的机械结构等等。
此外，设计者还需熟悉各类成像系统的特点，并灵活运用，尽量降低因误差带来的成像质量影响。
四、设计示例：这里以设计一个简单的光学显微镜为例子说明。
设计的基础是光学成像原理，首先，需要选择一种合适的光源。
然后，需要设计出一套适合显微镜照明的光源系统，合理布局各镜头组，采用可调节的目镜和物镜，以满足不同放大倍数的观察需求，对观察的目标进行清晰、高对比度的成像。
然后，选择合适的材料和制程进行制造，最后，测试和调试，对镜头、光源进行微调，以达到最佳效果。
总的来说，光学仪器的设计是一门涵盖范围广泛的复杂科学，需要掌握多门学科的知识。
精良的光学仪器更离不开精细的结果，此结果取决于设计者的专业知识、经验和创新思维的共同作用。
然而，通过不断的学习和实践，我们有信心能设计出更加精良、实用的光学仪器，来满足不断发展的社会需求。
光机系统设计
《光机系统设计与实践》课程报告姓名：XXX学号：XXXXXXXX任课教师：XXXXXXX年XX月一．ZEMAX光学设计1、设计要求本课程要求设计的是一个接受望远镜系统。
系统设计的初始结构参数如表1所示。
初始参数是D/f=1/4,f=118.596,2ω=5°，要求设计中焦距为100,2ω= ︒6。
r d n Dν D glass1 59.46 252 -47.33 4.5 1.5163 64.1 24.614 K93 -43.43 2.1 23.7774 -175.12 2 1.672.5 32.23 23.741 ZF2表1 望远镜初始结构参数2、ZEMAX设计过程(1)在ZEMAX主菜单中选择Editor\Lens Data，打开透镜数据编辑器（Lens Data Editor，LDE），输入初始结构，如图1所示。
图1 镜头数据编辑(2)光学特性参数输入。
用General对话框定义像空间。
在ZEMAX主菜单中选择System\General…或选择工具栏中Gen，打开General对话框，选择Aperture Type为Image Space F/#，在Aperture Value中输入4，如图2所示。
图2 光圈类型和数值设定(3)用Field Data对话框定义视场。
设计中要求2ω= ︒6，故在ZEMAX主菜单中选择System\ Fields…或择工具栏中Fie，打开Field Data对话框，选择Field Type为Angle（Deg），在相应文本框Y-Field 中输入3个校像差半视场角值：0、3、-3，其余为默认值，如图3所示。
图3 视场角的设置(4)用Wavelength Data对话框定义工作波长。
在ZEMAX主菜单中选择System\Wavelength…或选工具栏中Wav，打开Wavelength Data对话框，选择Select->中F,d,C（Visible），其余为默认值，如图4所示图4 工作波长的设置(6)变量的设定供优化的结构参数变量的选择原则是，在可能的条件下尽量设定较多的结构参数作为变量。
极米光机方案
3.市场推广
（1）品牌建设：塑造极米光机品牌形象，提升品牌知名度和美誉度。
（2）渠道拓展：构建线上线下多元化销售渠道，全面覆盖目标市场。
（3）营销策略：制定针对性营销策略，满足不同客户需求。
（4）售后服务：设立专业的售后服务团队，提供及时、高效的售后服务。
（4）测试与验证：严格按照国家标准和行业规范进行产品测试，确保产品品质。
2.生产制造
（1）生产流程：建立完善的生产管理体系，确保生产过程标准化、规范化。
（2）质量控制：设立严格的质量控制环节，对关键工序进行检验，确保产品质量。
（3）环境保护：遵循国家环保法规，采用环保材料，降低生产过程中对环境的影响。
（2）尊重知识产权，不侵犯他人专利、著作权等权益。
（3）加强企业内部管理，防止商业贿赂、不正当竞争等违法行为。
（4）与合作伙伴建立合法合规的业务关系，共同维护市场秩序。
四、项目实施与监控
1.制定详细的项目计划，明确任务分工、时间节点和目标要求。
2.建立项目进度监控机制，定期对项目进度、质量、成本等方面进行评估。
2.建立项目进度监控机制，定期评估项目进度、质量、成本等方面。
3.加强内部沟通与协作，确保项目顺利进行。
4.针对项目过程中出现的问题，及时调整方案，确保项目按计划推进。
五、风险评估与应对措施
1.技术风险：密切关注行业动态，不断优化产品技术，降低技术风险。
2.市场风险：加强市场调研，准确把握市场需求，制定灵活的营销策略。
3.加强内部沟通与协作，确保项目顺利进行。
4.对项目过程中出现的问题，及时调整方案，确保项目按计划推进。
五、风险评估与应对
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明确系统 功能
提出系统结 构
根据系统功能 提出技术要求 和设计约束
设计目标
初步设计
阶段目标
1 确定光学结构和机械结构 2 确定使用的光学材料和机械材料 1 确定装配形式 3 4 确定加工工艺 5 系统公差分配
流程
01
成像理论 计算
02
光学系统 设计
03
装配方案
04
机械系统 设计
05
加工工艺
06
THANKS 谢谢聆听
公差分配
建模和分析
整机分析
光学性能分析 结构分析
1 热分析
电子分析 机械建模及分析
有限元分析
怎么做？ 为什么？
工程实践中遇到的问题多具有 一种数值计算方法，通过连续 是什么？ 复杂的边界条件和非线性特性， 系统分割成为离散的体元并运 解析解很难求得或根本没有， 用合适的函数联接各体元使之 只能使用数值方法求解 成为离散的系统，最后通过求 为什么？ 相比于其他数值方法，有限元 解离散系统的解来确定连续系 法使用积分方程描述系统，对 统的解 复杂边界条件，非线性问题适 怎么做？ 应性更好
光机结构设计
1.光机设计过程 2.光学仪器技术规范 3.误差产生及公差分配 4.影响光机结构性能的环境因素 5.材料的光机特性 6.粘合剂（包括光学胶和结构胶、粘合工艺） 7.光机材料表面镀层 8.光机零件加工技术
光机结构设计 系统设计过程Fra bibliotek设计流程
1
概念设计
设计 之前
2 3
功能需求 设计约束
概念设计