렌즈 디자인 소프트웨어로 현대적인 정밀 광학

수십 년에 걸친 개발 능력을 갖춘 현대적인 광학 설계 소프트웨어 모델은 

복잡한 광학 시스템을 쉽게 최적화하고 허용합니다.

그림 1. Lambda Research Corporation의 OSLO는 James Webb Space Telescope (JWST)의 설계 및 분석에 사용되었습니다.

(이미지 제공 : NASA)

렌즈 설계 소프트웨어가 등장하기 전에 정교한 광학 시스템이 일상적으로 설계되었다는 것은 사실입니다 . 정교한 계산이 가능한 현미경, 망원경 , 카메라 렌즈 및 수동 계산으로 설계된 기타 광학 장치가 그 목적을 잘 수행했습니다. 그러나 빠른 컴퓨터 계산을 통해 렌즈 디자이너는 매우 복잡한 광학 시스템에 유리, 제작 및 기계적 결함의 영향을 매우 정확하게 고려할 수있는 최적화 된 솔루션을 찾을 수 있습니다. 요소 수를 줄이고 비장을 넓히거나 다른 이점을 추가하는 비구면을 쉽게 추가 할 수 있습니다. 결과적으로 숙련된 렌즈 디자이너 숙련된 광학 제작자와 긴밀히 협력하면서 스마트폰 카메라부터 군용 적외선(IR) 이미징, 컴퓨터 칩 제조, 증강/가상 현실(AR/VR) 및 기타 여러 분야에 이르기까지 정밀 광학을 생산 합니다.

일반적인 광학 설계 소프트웨어 패키지는 광선 추적(스폿 다이어그램을 시각적으로 사용) 또는 웨이브 기반 물리 광학 계산(시각적으로 회절 패턴을 사용 )을 통해 광학 시스템을 모델링 할 수 있으며 후자는 더 많은 계산이 필요합니다. 이미징 렌즈 디자인 소프트웨어는 비이미징 광학 디자인 소프트웨어, 통합 CAD/CAM 프로그램 및 기타 파생물을 포함하여 수많은 파생물을 가지고 있으며, 일부 또는 전부가 원래 소프트웨어 패키지에 통합 될 수 있습니다. 이 기사에서는 현재 렌즈 디자인 소프트웨어 패키지의 일부 상용 예제에 대해 약간의 배경 지식을 제공합니다.

Advanced ray tracing (고급 레이 트레이싱)

OSLO (레이아웃 및 최적화 용 광학 소프트웨어)는 Lambda Research Corporation (MA, 리틀 턴)에서 생산한 광학 설계 소프트웨어로 다양한 광학 시스템의 설계 및 분석을 용이하게합니다. 이 회사의 사장 Ed Freniere가 설명했듯이이 프로그램의 핵심은 기하학적 및 물리적 광학 모델링 기능을 갖춘 순차적 인 광선 추적 엔진입니다. Freniere는“OSLO에는 간단하고 복잡한 이미징 시스템을 설계하기 위한 수많은 로컬 및 글로벌 최적화 방법이 포함되어 있습니다. “OSLO에는 다양한 표면 교차 기능이 필요한 시스템을위한 공차 분석 및 시뮬레이션 기능과 비 순차 광선 추적 분석 커널이 내장되어 있습니다. OSLO는 개방형 아키텍처이며 매우 유연하며 다양한 표면 유형 및 최적화 대상을 포함합니다.

Freniere에 따르면 OSLO의 기본 강점은 고급 광선 추적이며 추적 효율성이 가장 중요한 줌 시스템 설계의 핵심입니다. 그는 이 기능이 예를 들어 300:1 줌 렌즈의 디자인 개발에서 핵심적이라고 덧붙였다. OSLO의 광선 추적 효율은 또한 포토 리소그래피 렌즈와 같이 많은 광선이 필요한 시스템의 설계 및 분석을 용이하게합니다. OSLO에는 조리개 기능이 내장되어 있으며 James Webb Space Telescope를 포함한 세그먼트 미러 시스템의 설계 및 모델링에 사용되었습니다(그림 1 참조). 이 소프트웨어 패키지에는 좌표 변환 및 비구면 기능과 최적화 기능이 포함되어있어 3- 미러 아나 스티그마 트 및 공차 분석과 같은 축외 시스템을 훨씬 간단하게 만듭니다.

출처 :  https://www.laserfocusworld.com/optics/article/14174548/lensdesign-software-enables-modern-precision-optics.