5 Conseils pour définir un Modèle Optique aves des Composants Standard

Auteurs : Jeremy Govier

L’utilisation d’optiques standard dans votre prochain projet de conception offre de nombreux avantages.
Si vous ne pouvez pas envisager d'utiliser des optiques personnalisées par manque de temps ou de budget, les optiques standard sont à portée de main et peuvent êtreutilisées rapidement pour s’adapter à vos exigences de conception. Voici quelques conseils rapides qui vous aideront à mettre en oeuvre facilement des optiques standard dans votre conception.

1. SIMPLIFIEZ VOTRE SYSTÈME

Commencez par définir sur papier une conception paraxiale puis divisez-la en sous-systèmes de groupes d’optiques conjugués finis et infinis. Déterminez les distances focales que vous souhaitez obtenir pour chaque groupe, avant d’essayer d’optimiser le système dans un logiciel tel que Zemax, Code V, ou tout autre logiciel de tracé de rayons de votre choix. Une fois que vous avez les distances focales requises, vous pouvez commencer à utiliser les équations paraxiales pour vous permettre de choisir les lentilles ou objectifs standard qui proposent les distances focales demandées. Le code de tracé de rayon de votre choix devrait déjà comporter une sélection de lentilles ou objectifs standard d'Edmund Optics prêtes à être utilisées pour moduler et optimiser l'espace de votre système optique (Figure 1). Dans le cas contraire, les lentilles ou objectifs peuvent généralement être entrées dans le logiciel grâce aux informations transmises par le fournisseur. Tous les composants TECHSPEC^® d’EO sont disponibles dans la plupart des logiciels de conception optique et des fichiers Zemax sont disponibles sur notre site internet.

Figure 1 : Catalogue de Lentilles ou Objectifs dans Zemax

2. PASSEZ AU MONOCHROMATIQUE

Si c’est possible, utilisez une source monochromatique telle qu’une LED ou un laser ou utilisez un filtre optique pour rendre votre système monochromatique. L’utilisation d’une lumière monochromatique ou de bande étroite réduira grandement la complexité du modèle. À titre indicatif, en limitant à longueur d'one source à une largeur de 50 nm ceci permettra en général de pouvoir utiliser des singulets dans votre conception. Les aberrations chromatiques compliquent en effet la conception du modèle optique. Ce dernier sera ainsi simplifié quand une source de lumière à large bande n’est pas requise.

3. UTILISEZ DES SOUS-SYSTÈMES STANDARD

En utilisant des composants standard tels que des doublets achromatiques, des objectifs microscopiques, des objectifs de vision industrielle, des relais à multi-éléments ou autres sous-systèmes, vous pouvez souvent effectuer des mesures exactes de correction de votre modèle pour évaluer des paramètres tels que la couleur, les angles de champ et de larges ouvertures. Dans de nombreux cas, ces sous-systèmes peuvent même être simulés dans votre logiciel si les fichiers sont fournis par le fournisseur (Figure 2). Une surface paraxiale peut être toutefois utilisée pour estimer le sous-système même si aucun fichier n’est disponible.

Figure 2 : Fichier Optique de L'Objectif Micro Vidéo (#58-204)

4. ENVISAGEZ LES OPTIONS DE MONTAGE

Lors d’un prototypage ou lorsque vous cherchez à économiser du temps et de l’argent sur l’achat de boîtiers personnalisés, vous pouvez envisager des options de montage standard. Les Systèmes de Cage Optique (consultez les pages 232-237) permettent d’assembler facilement vos composants optiques et de fournir beaucoup de liberté pour réduire l'espace du montage. La plupart des systèmes de cage standard permettent de monter des composants optiques de taille courante, et proposent aussi différentes manières de monter des objectifs microscopiques, des objectifs de caméra de monture C et d'autres sous-composants.

5. UTILISEZ DES COMPOSANTS LORSQUE C'EST POSSIBLE

Des lentilles standard tels que des lentilles Plan-Convexes (PCX), Plan-Concaves (PCV), Biconvexes (DCX), Biconcaves (DCV), et des Achromats (consultez les pages 17-55) sont optimisés pour de petits champs et de petites ouvertures. Ces composants fonctionnent mieux lorsqu’ils sont intégrés dans des systèmes où les rayons lumineux s'éloignent peu de l'axe optique. Par exemple, lors de la conception d’un relais de grossissement élevé, utilisez un sous-système multi-élément complexe pour le côté de l’ouverture numérique élevé du relais et un achromat pour le côté de l’ouverture numérique bas. Par exemple, un système de grossissement 15X (Figure 3) constitué d’un objectif conjugué infini 20X placé côté objet et d’une lentille achromatique de distance focale 150 mm placée côté image, proposera un système correctement corrigé.

Figure 3 : Utilisation de Composants Standard pour Assembler Rapidement un Microscope 15X