Меню
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор
НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры
doi: 10.17586/2226-1494-2021-21-1-40-51
УДК 535.317
СТРАТЕГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ КОРРЕКЦИИ АБЕРРАЦИЙ ОБЪЕКТИВА С ВЫСОКИМ ИНДЕКСОМ СЛОЖНОСТИ
Читать статью полностью
Язык статьи - русский
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Ссылка для цитирования:
Лившиц И.Л., Точилина Т.В., Фаенле O., Волкова С.Л. Стратегия проектирования и управление процессом коррекции аберраций объектива с высоким индексом сложности // Научно- технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21, № 1. С. 40–51. doi: 10.17586/2226-1494-2021-21-1-40-51
Аннотация
Предмет исследования. Определена стратегия проектирования оптических изображающих систем, заключающаяся в объединении различных методов проектирования и основанная на теории структурного и параметрического синтеза, обеспечивающая наличие необходимых коррекционных параметров в исходной оптической системе. Рассмотрено управление коррекцией остаточных аберраций за счет использования коррекционных возможностей схемы. Предложены композиция оценочной функции, рекомендации по автоматизированной коррекции аберраций, расчет допусков на изготовление оптической системы, а также процедура принятия решения по выбору лучшего варианта оптической схемы. Метод. Стратегия базируется на анализе свойств оптических изображающих систем и их классификации с последующим определением индекса сложности системы, а также на классификации аберраций и разработке методов их коррекции. Основные результаты. Предложен алгоритм реализации стратегии, созданный на понимании свойств оптической системы и ее коррекционных возможностей. Выполнен анализ технического задания проектирования для определения индекса сложности оптической изображающей системы, выбор оптимальной схемы и определены коррекционные возможности схемы. Рассмотрена композиция оценочной функции. Проведено сравнение оценочной функции «по умолчанию» и функции, составленной пользователем с учетом рекомендаций, предложенных в настоящей работе. Практическая значимость. Реализация предложенной стратегии создает условия для сокращения времени проектирования, особенно для систем повышенной сложности с форсированными техническими характеристиками. Представлена блок-схема алгоритма, определены его параметры и коррекционные возможности. Проведена автоматизированная коррекция на основе полученных рекомендаций. Рассчитаны допуски на изготовление и определен уровень технологичности.
Ключевые слова: стратегия проектирования, оптические системы, аберрации, методы коррекции аберраций, оценочная функция, коррекция, допуски
Благодарности. Работа выполнена при поддержке грантов People Programme (Marie Curie Actions) Седьмой рамочной программы Европейского Союза: № 608082 (Тема № FP7-PEOPLE-2013-ITN «ADOPSYS»), № 288526 (Тема № FP7- ICT-2011-7 «SMETHODS»).
Список литературы
Благодарности. Работа выполнена при поддержке грантов People Programme (Marie Curie Actions) Седьмой рамочной программы Европейского Союза: № 608082 (Тема № FP7-PEOPLE-2013-ITN «ADOPSYS»), № 288526 (Тема № FP7- ICT-2011-7 «SMETHODS»).
Список литературы
1. Anitropova I.L. Simple method for computer-aided lens design with the elements of artificial intelligence // Proceedings of SPIE. 1992. V. 1780. Р. 210–213. doi: 10.1117/12.142806
2. Livshits I.L., Vasilyev V.N. Q and A tutorial on optical design // Advanced Optical Technologies. 2013. V. 2. N 1. Р. 31–39. doi: 10.1515/aot-2012-0077
3. Dilworth D.C. Automatic lens optimization: Recent improvements // Proceedings of SPIE. 1986. V. 554. Р. 191–196. doi: 10.1117/12.949224
4. Dilworth D. Lens Design. Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques. IOP Publishitg Ltd, 2018. 400 р. doi: 10.1088/978-0-7503-1611-8
5. Васильев В.Н., Лившиц И.Л., Муромцев Д.И. Основы проектирования экспертных систем компоновки объективов. СПб.: Наука, 2012. 209 с.
6. Dilworth D.C., Shafer D. Man versus machine: A lens design challenge // Proceedings of SPIE. 2013. V. 8841. Р. 88410G. doi: 10.1117/12.2022871
7. Русинов М.М. Техническая оптика. Л.: Машиностроение, 1979. 488 с.
8. Русинов М.М. Композиция оптических систем. Л.: Машиностроение, 1989. 383 с.
9. Shafer D. Optical design and the relaxation response // Proceedings of SPIE. 1987. V. 766. Р. 91–99. doi: 10.1117/12.940196
10. Livshits I.L., Hou Z., Van Grol P., Shao Y., Van Turnhout M., Urbach H.P., Bociort F. Using saddle points for challenging optical design tasks // Proceedings of SPIE. 2014. V. 9192. P. 919204. doi: 10.1117/12.2061975
11. Hou Z., Livshits I.L., Bociort F. One-dimensional searches for finding new lens design solutions efficiently // Applied Optics. 2016. V. 55. N 36. P. 10449–10456. doi: 10.1364/AO.55.010449
12. Livshits I.L., Glebovskyi A.S., Protsuto M.V., Volkova S.L. Interdisciplinary approach for simulation of starting points for optical and architectural design // Advanced Optical Technologies. 2019. V. 8. N 2. Р. 135–144. doi: 10.1515/aot-2018-0062
13. Livshits I.L., Dilworth D.C. Trends in optical design from 1988 to 2018... where to from here? // Advanced Optical Technologies. 2018. V. 7. N 5. Р. 335–341. doi: 10.1515/aot-2018-0025
14. Ezhova K.V., Zverev V.A., Tochilina T.V., Timoshtuk I. Fundamentals of concentric lens systems synthesis // Proceedings of SPIE. 2016. V. 9947. Р. 994719. doi: 10.1117/12.2237784
15. Zverev V.A., Tochilina T.V. Aberration analysis of a compensation scheme to monitor second-order concave reflecting surfaces // Journal of Optical Technology. 2017. V. 84. N 8. Р. 536–541. doi: 10.1364/JOT.84.000536
16. Zverev V.A., Timoschuk I.N., Tochilina T.V. Method for designing an optical system for a three-mirror flat-field anastigmat // Journal of Optical Technology. 2017. V. 84. N 12. Р. 838–842. doi: 10.1364/JOT.84.000838
17. Dilworth D.C. Improved convergence with the pseudo-second- derivative (PSD) optimization method // Proceedings of SPIE. 1983. V. 399. Р. 159–165. doi: 10.1117/12.935427
18. Karow H. Fabrication Methods for Precision Optics. Wiley, 2004. 768 р.
19. Livshits I.L., Faehnle O. Producibility analysis of lens system during optical design stage // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 5. C. 625– 633. doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-5-625-633
20. Zorich N., Livshits I.L., Dilworth D., Okishev S.G. Design of an ultraviolet projection lens by using a global search algorithm and computer optimization // Advanced Optical Technologies. 2017. V. 6. N 1. Р. 31–38. doi: 10.1515/aot-2016-0058
21. Livshits I.L., Zoric N. A concept of ultraviolet lithography system and design of its rear part using artificial intelligence for starting design // Proc. 4th International Conference on Photonics, Optics and Laser Technology, PHOTOPTICS. 2016. Р. 84–88. doi: 10.5220/0005688500820086
22. Livshits I.L., Dilworth D.C. Practical tutorial: A simple strategy to start a pinhole lens design // Advanced Optical Technologies. 2015. V. 4. N 5-6. Р. 413–427. doi: 10.1515/aot-2015-0024
23. Bliedtner J., Gräfe G. Optiktechnologie: Grundlagen–Verfahren– Anwendungen–Beispiele. Hanser, 2010. 420 р. (in German)