Методы проектирования оптических систем. Автоматизация проектирования оптических систем: Методические указания к лабораторным работам

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    08-Dec-2016

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<ul><li><p>- , </p><p>.. , .. </p><p> . </p><p>- </p><p>2008 </p></li><li><p> 1</p><p> .., .. . : . - : , 2008. 63 . </p><p> 5 , , . , , . - , 6 12 2008 . </p><p> 2007 </p><p> 20072008 . , . </p><p>- , , 2008 </p><p> .. , .. , 2008 </p></li><li><p> 2 </p><p> . 1 .. </p><p> 4 </p><p> 2 ... </p><p> 7 </p><p> 3 . </p><p> 10 </p><p> 4 .. </p><p>13 5 </p><p> 16 </p><p> 6 .... </p><p> 19 </p><p> 7 - </p><p> 22 </p><p> 8 .. </p><p> 25 </p><p> 9 .. . </p><p> 27 </p><p> 10 , . </p><p> 29 </p><p> 11 , .. </p><p> 32 </p><p> 12 . </p><p> 34 </p><p> 13 . </p><p> 37 </p><p> 14 39 15 . </p><p> 41 </p><p> 16 , , . </p><p>44 17 .. </p><p> 47 </p></li><li><p> 3</p><p> 18 .. </p><p> 50 </p><p> 19 .. </p><p> 57 </p><p>. 60 </p></li><li><p> 4 </p><p> 1 </p><p> : , . : , . </p><p>1. . , . , . </p><p>2. pAcy = , A , , p . ( m1) pAcy 11 = , (, ), pAcy 22 = , , : </p><p>21</p><p>21lglglglg</p><p>AAyy</p><p>p</p><p>= . </p><p> . c. kAas = , qnAbw = , a, b , k, n, q , a, b, k, n. </p><p>3. . </p><p>4. ( 28 ). , . </p><p>5. (DSY ) , () , 41 yy = , 1, 4 (1 , 4 , </p></li><li><p> 5</p><p> ). . . , . </p><p>6. , , . , . </p><p>7. , w = 1. , , w = 0,25, St=0.8. </p><p> : </p><p>1. , 2. </p><p> , </p><p>3. , </p><p> : </p><p>1. , 2. : , , 3. , 4. , </p><p> . </p><p> . 1. 1. </p></li><li><p> 6 </p><p> R1 = R5 = , a2 = 0,5 (. , .3 ), a2 = 1 e2 </p><p> . R2 = R4 2R3= ASF4 d1 = d4 d2 = d3 Ymax 1 30 179.84 30 59.92 1 2 60 359.68 60 119.84 2 3 150 899.2 150 299.6 5 4 90 539.52 90 179.76 3 5 36 215.808 36 71.904 1.2 6 43.2 258.97 43.2 86.2848 2,27 7 86.4 517.94 86.4 172.57 2,88 8 60.48 362.557 60.48 120.798 2,016 9 120 719.36 120 239.68 4 10 480 2877.44 480 958.72 16 11 720 4316.16 720 4316.16 24 12 42 251.776 42 83.888 1,4 13 50.4 302.1312 50.4 100.666 1,68 </p><p> 0,1, </p><p> () , () . </p></li><li><p> 7</p><p> 2 : : </p><p>1. w , f , K . </p><p>2. f K , tS =0.8 </p><p>3. K f , tS =0.8 </p><p>4. . </p><p> . , f , K ( 1:). : </p><p>lmn Kfaw = , (2.1) , l,m,n . </p><p> l,m,n . </p><p>1. . (, = 0,0005 ) . </p><p>2. . , . : </p><p>lmn Kfaw 11 = , lmn Kfaw 22 = (2.2) </p><p> 1w , 2w 1, 2 . (2.2): </p><p>11 lglglglglg Klmfnaw +++= , 22 lglglglglg Klmfnaw +++= . </p></li><li><p> 8 </p><p> , f , , , l: </p><p>12</p><p>12lglglglg</p><p>KKww</p><p>l</p><p>= </p><p> m n . 3. a. 4. (2.1) l, m n </p><p> 1=w , maxw = 0,25 , , tS =0.8. f K , K D ( ) </p><p>5. , . </p><p> : </p><p>1. ( ) </p><p>2. w f , K ; K D </p><p>3. , . </p><p> : </p><p>1. ? ? 2. </p><p>? ? 3. </p><p> ? 4. . </p></li><li><p> 9</p><p> 000546.0= </p><p> . f K 1 250 5 2 300 6 3 350 7 4 400 8 5 500 5 6 750 7.5 7 800 8 8 1000 10 9 450 5 10 600 7 11 700 6.5 12 850 8 </p></li><li><p> 10</p><p> 3 </p><p> : : , : </p><p>1. (. 3.1), . </p><p> 01 = n1 = 1 02 = d 13 = n3 = 1 </p><p>h1 =f </p><p> . 3.1 </p><p>2. . 3. . </p><p> . ( , , ), ). , , 2 . . </p><p>4. , . </p></li><li><p> 11</p><p>5. . </p><p>R1 = 0 n1 = 1 d n2 = n </p><p>)1(2 = nfR n3 = 1 n2 27 . </p><p>6. , R1, R2. , . . </p><p>7. (): , 0,5 . , 0,866 , , . </p><p>8. , . f' = 4.3 = 0,45 ( 650 ), . , , , , . . </p><p>9. , . </p><p>10. , . </p><p>11. , . , . </p><p>12. </p></li><li><p> 12</p><p> : 1. </p><p> . 2. </p><p> : </p><p>1. , . </p><p>2. 3. </p><p> . f K </p><p>1 100 4 16 2 80 3.5 8 3 50 4 10 4 30 2 21 5 75 3 20 6 90 3.5 19 7 60 4 1 8 110 4.5 7 9 150 4 16 10 170 4 12 11 200 5 10 12 150 4 19 </p></li><li><p> 13</p><p> 4 </p><p> : : </p><p>1. : 1 = 0 n1 =1 2 = 0,5 d1 = 10 n2 3 = 0,3 d2 = 5 n3 4 = 1 n4 =1 </p><p> . f = 200, K = 4. </p><p>2. 0= = 0,546 , 1, m1 = HMAX, 01 =y = 0. </p><p>3. , 3, 13 5,0 mm = . , ( 5 ). </p><p>32 yD = , 3y - 3. </p><p>4. DSY () , St ( 36 , 3 ). , () DSY 2s , 2s - 2, 12 75,0 mm = w1 (m1 = HMAX) </p></li><li><p> 14</p><p> w. , </p><p>16,01</p><p>w</p><p>w </p><p>5. , ( ). , , </p><p>31 yy = . , , ( 11 ), DSY, 031 =+ yy . : </p><p> || | .. | | </p><p>0 |1 |1 |A || || || || |0.001 | 0 |1 |3 |A || || || || | | 0 | | || || || || || | | </p><p> , </p><p> 16,0 DD , 1D , </p><p>342,0' sYDS , 3s 3 . </p><p> : </p><p>1. , 2. </p><p> . 3. </p><p> 4. </p><p> , </p><p> : </p><p>1. 2. </p><p>3. , 4. </p><p> 5. </p></li><li><p> 15</p><p> . 1 8 1 2 8 10 3 9 10 4 8 2 5 10 2 6 16 10 7 16 4 8 1 1 9 4 7 10 10 7 11 20 7 12 20 4 13 1 4 14 3 10 </p></li><li><p> 16</p><p> 5 </p><p> : : : </p><p>1. . . , , , . </p><p>2. DSY sm zzYDS ==' , ( 1 = max). </p><p>3. , , </p><p> 2</p><p>8,11,11</p><p>yyk</p><p>+= , . k1 </p><p> 1, 1,1y , 8,1y - 1 , . </p><p>4. , n2 = n3 = 1. </p><p>5. ( ), SY = 0. ( 1 ), . </p><p>6. , . </p><p>7. 1 = 2 = 3 = 4 = = 5 =0= 0,0005 . , 28 , . </p><p>8. , 45 ( 41, 49 ). . </p></li><li><p> 17</p><p>9. Y DY = 0, .. . : 2 ( , ), Y ( , ), 0 ( , ). </p><p>10. ( 28 ) 1 ( ). . </p><p>11. ( 21 ) ( ) (), 1 . , 1 . </p><p>12. ( 1 ) 1 : </p><p>s</p><p>m</p><p>kk , CY , </p><p>41YY C</p><p>, (. . 5.1) </p><p>1,8</p><p>9</p><p>41</p><p>Y41Y9</p><p>Y</p><p> Y = Y1 =8 mk</p><p>X = k41 s</p><p>YC</p><p> . 5.1 </p><p>13. 5 . , . .12 </p></li><li><p> 18</p><p> : 1. , 2. 3. , </p><p> : </p><p>1. . 2. 3. . 4. . </p><p> . f K tg 1 1000 5 0.01 2 1000 4 0.01 3 800 4 0.01 4 750 5 0.02 5 750 3 0.01 6 500 4 0.02 7 500 5 0.01 8 600 6 0.02 9 600 5 0.02 10 800 4 0.03 11 800 5 0.03 12 400 4 0.03 </p></li><li><p> 19</p><p> 6 </p><p> : , . : </p><p>1. k kw , f , K, tg ( kw ) </p><p>2. kw , 8.0=tS 3. f K, tg , </p><p> 8.0=tS . 4. K f , tg </p><p>8.0=tS . 5. . </p><p> : </p><p>1. : </p><p>= pml tgKfak (6.1) a . : </p><p>rutsk tgKfbw = (6.2) </p><p>2. , . k : </p><p>28,11,1 yyk</p><p>+= (6.3) </p><p> jiy , j i ( , , 1 , 1 8 ). kw </p><p>28,11,1</p><p>,1ww</p><p>w k</p><p>= , </p></li><li><p> 20</p><p> kw ,1 - 1 (1 = max), jiw , j i (i = 1,8 ) </p><p>3. DSY () , , </p><p>4. f , , 2 k kw ,1 . l : </p><p>12</p><p>12lglglglg</p><p>ffkk</p><p>l</p><p>= </p><p> s:. </p><p>12</p><p>1,2,</p><p>lglglglg</p><p>ffww</p><p>s kk</p><p>= </p><p> (6.1) (6.2) . 5. a </p><p>( (6.1)) b ( (6.2)). 6. , tg , kw , </p><p> 8.0=tS . 36. , . kw , </p><p>8.0=tS , (6.2) , f , tg . </p><p>7. , . </p><p> : </p><p>1. , 2. . 3. f K, tg </p><p> K f , tg 8.0=tS . : </p><p>1. . 2. , . 3. . </p></li><li><p> 21</p><p> . f K tg 1 1000 5 0.01 2 1000 4 0.01 3 800 4 0.01 4 750 5 0.02 5 750 3 0.01 6 500 4 0.02 7 500 5 0.01 8 600 6 0.02 9 600 5 0.02 10 800 4 0.03 11 800 5 0.03 12 400 4 0.03 </p></li><li><p> 22</p><p> 7 - </p><p> : , . : - . : </p><p> , St = 0,8 [1,3]. y YDS ' : </p><p>lm AbYDS = ' (7.1), , </p><p>A = sinnA , n , , . b , l, m l, m b, . </p><p> . </p><p>1. , () . - ( ) AfHMAXm = . ( HMAX), , , , , , , tg . , AfHMAX = , HMAX, sin . </p></li><li><p> 23</p><p>2. , w(0) =0, St =1. </p><p>3. 1 1'YDS , St = 0,8. 2 2'YDS , St = 0,8. (7.1) , : </p><p>AlmbYDS ++= lglglg'lg 11 , AlmbYDS ++= lglglg'lg 22 , : </p><p>21</p><p>21</p><p>lglg'lg'lg</p><p>=YDSYDS</p><p>m </p><p> l: </p><p>21</p><p>21</p><p>lglg'lg'lg</p><p>AAYDSYDS</p><p>l</p><p>= </p><p> . . A. </p><p>4. b. 5. </p><p> 1 = 546 = 0,000546 , 2 = 10,6 = 0,0106 , A = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; </p><p>6. YDS ' , : </p><p>2'/5,0' AYDS = : </p><p>1. , </p><p>2. . </p><p>3. . : </p><p>1. 2. 3. , </p></li><li><p> 24</p><p> . f K 1 1000 5 2 1500 4 3 800 4 4 700 5 5 600 3 6 1200 4 7 1300 5 8 900 6 9 1000 5 10 700 4 11 400 5 12 500 4 </p></li><li><p> 25</p><p> 8 </p><p> : . : , , . </p><p>1. - f =100 , = 5 (. 8.1). 0 = 0,546 (e), 1 = 0,643 (C), 2 = 0,480 (F). (SF SC)0 </p><p>2. , . (. 8.2). , . ( 27 ). </p><p>3. , . </p><p>4. , ( . 6 . 8.2), . </p><p>5. (SF Se)0 , , , .5 6 . 8.1. </p><p> : </p><p>1. 2. . 3. </p><p> . 4. . </p></li><li><p> 26</p><p> 1. , . 2. . </p><p> . . 3. . . </p><p>. 8.1 . 8.2 . . 1 8 1 1 16 2 10 2 419 3 19 3 812 4 1 4 87 5 CaF2 5 109 6 LiF 6 923 7 22 7 419 8 1 8 94 9 10 9 109 10 5 10 812 11 9 11 1 16 </p></li><li><p> 27</p><p> 9 .. </p><p> : : , 0P , a W0 , (3 5 8 14 ). </p><p>.. [1,2], P , W , IIIS III , , , : </p><p>200 )( WWPP += a (9.1) </p><p> IIIS III </p><p>2/2 mfSIII =P (9.2) ( )2/2 mfIII =W , (9.3) </p><p> m , f 0P </p><p>, , a W0 , . 0P , a W0 , (3 5 8 14 ). </p><p> 1. , </p><p> [3] 0P , . . : 1 = 0, 3 = 1, d1= 0,5, f = 100 . m = 10 , K = 5, . 2 , 0 1. . </p></li><li><p> 28</p><p>2. , , , (9.2), (9.3), 0P W0. </p><p>3. a (9.1) 2 ( ), , (9.2) (9.3) P, W. (9.1) a. </p><p> . , (3 5 ) 4 (8 14 ) 10.6 </p><p>1. P0 , </p><p>2. a W0.. </p><p> : 1. 2. </p><p> . </p><p> 3 5 8 14 1 1,4; 2,0 1,35 (LiF) 2,4 (ZnSe) 2 1,6; 2,0 2,43 (ZnS) 2,6 (29) 3 1,3; 1,5 1,35 (LiF) 2,77 (25) 4 1,7; 2,0 3,42 (Si) 4,0 (Ge) 5 1,4, 1,6 4,02 (Ge) 2,6 (29) 6 1,5; 1,7 1,35 (LiF) 2,77 (25) 7 1,4; 1,8 3,42 (Si) 2,4 (ZnSe) 8 1,4; 1,9 2,43 (ZnS) 2,77 (25) 9 1,5; 2,0 4,02 (Ge) 2,6 (29) 10 1,8; 1,9 3,42 (Si) 4,0 (Ge) 11 1,6; 2,0 2,43 (ZnS) 2,6 (29) 12 1,8; 2,0 4,02 (Ge) 2,77 (25) </p></li><li><p> 29</p><p> 10 , </p><p> : , . : , : </p><p> .. [1,2], P W , , </p><p> C (f</p><p>SS CF</p><p>= C ), , </p><p>, , , , (. ): </p><p>200 )( WWPP += a (10.1) </p><p> 0 C , a W0 , 3514 93, . . </p><p>1. : 1 = 0, 2 = 0,5, 3 = 0,3, 4 = 1. f = 100. , .. , . 0,1 , 2,5 . , . </p><p>2. , : sin = 0,05, HMAX = 10 . : 0 D, 1 , 2 F . [4]. </p><p>3. 2 3, : Y(0) S(2-1) [3]. 0, 0, 1 6 . 0=C , .. </p></li><li><p> 30</p><p>S(2-1) = 00,0001. , , .. , P0. , , Y(0) = 10,001. </p><p>4. ( 11 ) . IIIS III : </p><p>134 SSSIII = , (10.2) 134 =III , (10.3) </p><p> 1 3 (1 , m = m1, 3 , 13 5,0 mm = ) [1,3]. </p><p>5. P0 W0: 2</p><p>0 /2 mfSIII =P , (10.4) ( )20 /2 mfIII =W . (10.5) </p><p> P0 [4] . a 0PP &gt; , .. - S(2-1)= 0, Y(0)= 0,1. (10.2) (10.3), (10.4) (10.5) P W . (10.1): </p><p>20</p><p>0</p><p>)( WWPP</p><p>=a (10.6) </p><p> . .. , . </p><p>1. , </p><p>2. a P0,W0.. : </p><p>1. 2. . 3. </p></li><li><p> 31</p><p> 1 8 4 2 8 2 3 8 4 4 2 2 5 16 3 6 21 5 7 6 7 8 16 2 9 6 10 10 6 5 11 3 3 </p></li><li><p> 32</p><p> 11 , </p><p> : P, W, C, , : s, () , P, W, C. : </p><p> P, W, C s, </p><p>CFCF SSS = '' : </p><p>smf </p><p>= 22P </p><p> =</p><p>2</p><p>2mfW , </p><p>fSS CF</p><p>= C </p><p> c s, () . , </p><p>0= CF SS , = 0 </p><p> , ( ) [2]. </p><p>1. P0. .. [2]: </p><p>20 )14.0(85.0 = WPP </p><p> [4], P0 . 2. ( 7) </p><p> [3]. . , . </p><p>3. . </p></li><li><p> 33</p><p> : 1. 2. ( </p><p> ): , , . </p><p>3. . </p><p> : 1. . 2. , </p><p>. . 3. . . 4. . 5. P, W, C 6. </p><p> . </p><p> . f, K s, , % 1 100 5 0.2 0.5 2 120 4 0.5 0.5 3 130 4.5 0.3 0.6 4 140 5 0.4 0.6 5 150 4 0.5 0.3 6 200 6 0.7 0.3 7 210 7 0.4 0.4 8 220 6 0.2 0.4 9 150 5 0.2 0.2 10 110 4 0.1 0.2 11 250 6 0.3 0.7 12 300 7 0.35 0.7 13 170 6,5 0.4 0.25 14 210 5 0.3 0.25 15 160 5 0.2 0.35 </p></li><li><p> 34</p><p> 12 </p><p> : P, W, C, , : , , . : </p><p>1. P W. , V: </p><p>2</p><p>21</p><p>= VsPs , </p><p>)(21 2 tPW += </p><p> t , - ( ), V/= . s = 100 , </p><p> sin A=0.05, =0.2%. (. 12.1) </p><p>S S</p><p>A</p><p> . 12.1 </p><p>2. , : </p><p>ssf111</p><p>=</p><p>3. P, W P, W [5]: </p><p>{ }]12)2)[(1(4)1(</p><p>13 +++</p><p>= VVVWVPV</p><p>P </p></li><li><p> 35</p><p>{ }]2)[1()1(</p><p>12 +</p><p>= VVWV</p><p>W </p><p> =i</p><p>i</p><p>n, i , ni </p><p> . , , 7.0 . 4. , (. 12.2). </p><p>. 12.2 ( ) </p><p> , . </p><p> : 8, 10, 16, 19, 3; 1, 2, 4, 10, 2, 4; </p><p>5. , , . </p><p>6. . . </p><p> : </p><p>1. 2. . 3. , </p><p> . . </p><p>4. . . </p><p>1. , . </p><p>2. . . </p></li><li><p> 36</p><p>3. . </p><p>4. . </p><p> . V s, 1 0.5 0.2 2 0.6 0.2 3 0.7 0.3 4 0.8 0.3 5 0.8 0.4 6 0.9 0.4 7 1 0.5 8 1.2 0.5 9 1.5 0.2 10 0.4 0.3 11 1.1 0.4 12 1.15 0.3 13 0.85 0.25 14 0.75 0.3 15 0.65 0.2 </p></li><li><p> 37</p><p> 13 </p><p> : , , . : ( 4 ), . : 1. : (. 13), </p><p> (. 13, ), (. 13), (. 13). </p><p>. 13.1 : 8 1 19 10. 7 , .13.1 P = W = 0, C = 0. e, ' F' . </p><p>2. ( 11 ) m1 =mmax ( 1) .13.1. .13.1, , ( 3 13 5,0 mm = ). .13.1 ( 3.) </p><p>3. 5 , 31 42 sssV = , </p><p>1s , 3s ( 1) 3, . </p><p>4. .13.1, 01 )]1(')2('[)]1(')2('[ SSSSchr = , 1)]1(')2('[ SS , </p><p>0)]1(')2('[ SS </p></li><li><p> 38</p><p>1. , 2. . </p><p>1. 2. </p><p> . </p><p> . f 1 100 2.5 2 150 3 3 200 3.5 4 250 4 5 300 2.5 6 75 2 7 350 4 8 250 5 9 125 3 10 200 3 </p></li><li><p> 39</p><p> 14 </p><p> : : , . </p><p> , , . 2 , 2=40. </p><p> . 1. , , ( ), . . 14.1 [6]. , . . . </p><p>Z</p><p>Z</p><p>r2</p><p>a p</p><p>. 14.1 2. , (. 14.1). . , : sm zz = </p></li><li><p> 40</p><p>( ). , . </p><p>3. . 4. a/f n. </p><p>1. , , </p><p>2. </p><p>3. </p><p>1. , 2. , . </p><p> . 3. , , . </p><p> . , sp, 1 10 8 2 12 16 3 14 19 4 16 10 5 15 3 6 13 8 7 9 16 8 8 19 9 15 20 10 17 6 11 18 23 12 20 3 13 15 8 14 13 16 15 15 19 </p></li><li><p> 41</p><p> 15 </p><p> : : , , . </p><p>1. . f [5, 7]. : </p><p>2)1/(493</p><p>1</p><p>2 +==f</p><p>DD </p><p> D2, D1 , (. 14.1), f . </p><p>d </p><p>D /21</p><p>D /22</p><p> 2</p><p> . 15.1 </p><p>2. 2 </p><p>fd </p><p>=/</p><p>12 , </p><p> d: fd = </p><p>3. , 1 = 0, 3 = 1, n1 = 1, n2 = 1, n3 = 1, h1 = HA = f. ( 23 ). </p></li><li><p> 42</p><p>4. : </p><p> , 02</p><p>3=</p><p>= msp</p><p>zzz . </p><p>5. .. a2 = 1 2 = 1 [3,8], e =0. </p><p>6. 2 , </p><p>. 2</p><p>3 msp</p><p>zzz</p><p>= , , </p><p> . </p><p>7. : </p><p>2;;' smsm</p><p>zzzzYDS+= . </p><p> , , St = 0,8. : smast www = </p><p> : </p><p>1. : , , . </p><p>2. ( ), . </p><p>3. ( ), </p><p>4. , </p><p> : </p><p>1. . , . </p><p>2. . . . </p><p>3. . </p></li><li><p> 43</p><p> 01,0sin = </p><p> . </p><p> f, </p><p> K </p><p>, 1 1000 5 20 2 2000 6 40 3 800 7 10 4 900 8 30 5 600 7 40 6 700 8 10 7 750 6 50 8 1200 8 70 9 1000 8 60 10 1500 7 10 11 1400 7 20 12 850 5 30 13 900 6 25 14 500 5 30 15 950 7 10 </p></li><li><p> 44</p><p> 16 , , </p><p> :...</p></li></ul>

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