Разработка методов аппроксимации характеристик оптических материалов для решения задач автоматизированного проектирования оптических систем
Диссертация
Таким образом, разработка системы автоматизированного проектирования оптики в качестве одного из необходимых этапов включает в себя создание машинного каталога оптических материалов (МКОМ), под которым будем понимать комплекс математических методов, программ и наборов данных, автоматизирующий процесс получения и обработки информации о свойствах оптических материалов на всех этапах процесса… Читать ещё >
Содержание
- Глава I. Исследование дисперсионных зависимостей
- 1. 1. Требования к дисперсионный формулам
- 1. 2. Обзор методов вычисления точных значений показателей преломления
- 1. 3. Выбор весовых коэффициентов при аппроксимации, общая постановка задачи
- 1. 4. Краткое описание используемого математического аппарата
- 1. 4. 1. Метод наименьших квадратов и статистическая оценка результатов аппроксимации
- 1. 4. 2. Уменьшение погрешности исходных величин при аппроксимации измерений
- 1. 4. 3. Регрессионный анализ при аппроксимации дисперсионной зависимости п (Я.)
- 1. 4. 4. Нелинейный метод наименьших квадратов
- 1. 5. Сравнение и анализ дисперсионных формул
- 1. 5. 1. Дисперсионные формулы, линейные относительно искомых параметров
- 1. 5. 2. Аппроксимация дисперсионной зависимости формулой Зельмейера
- 2. 1. Исходные соображения. Универсальные оптические функции
- 2. 2. Определение базисного набора длин волн и универсальных оптических функций
- 2. 3. Интерполяция универсальных оптических функций
- 2. 4. Аппроксимация дисперсионной зависимости отдельных стекол
- 2. 5. Определение показателей преломления конкретных реализаций (плавок) оптического стекла
- 2. 6. Вычисление показателей преломления при изменении температуры
- 3. 1. Аппроксимация дисперсионной зависимости в рабочем спектральном интервале
- 3. 2. Теоретическая оценка погрешности, допустимой при расчете показателей преломления
- 3. 3. Практическая оценка допустимой погрешности показателей преломления
- 4. 1. Алгоритм построения области существования реальных стекол в пространстве параметров
- 4. 2. Переход к наборам реальных стекол
- 4. 2. 1. Определение расстояния между стеклами
- 4. 2. 2. Компенсация влияния параметров стекол на оценочную функцию изменением других параметров
- 4. 2. 3. Учет в алгоритме перехода влияния изменения параметров стекол
- 4. 3. Результаты исследования метода автоматического выбора стекол
- 5. 1. Место МКОМ в комплексе математического и программного обеспечения расчета оптических систем
- 5. 2. Лингвистическое обеспечение МКОМ
- 5. 3. Структура МКОМ
- 5. 4. Структура исходной информации формирование и обслуживание МКОМ
- 5. 5. Способы обращения к МКОМ
Список литературы
- Борн М., Вольф Э. Основы оптики.- М.: Наука, 1970, 856 с.
- Дитчберн Р. Физическая оптика.- М.: Наука, 1965, 681 с.
- Гримм В.А., Дмитриев А. П. Исправление вторичного спектра в оптических системах. Аналитический обзор за I958−1978 годы2238, Центральный научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований, 1979, 18 с.
- Мацдельштам Л.И. Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике:.- М.: Наука, 1972, 437 с.
- Ефимов A.M. Применение дисперсионных формул для описания частотной зависимости показателя преломления. Итоги и перспективы.-Физика и химия стекла, 1977, т. З, № 5, с.434−453.
- Плошкин В.Х. Теория и методы расчета суперахроматическихсистем.-Труды ГОИ им. С. И. Вавилова, 1980, т.46, вып.160, с. 36−51.
- Слюсарев Г. Г. Методы расчета оптических систем.- Л.- Машиностроение, 1969, 672 с.
- Слюсарев Г. Г. Расчет оптических систем.- Л.: Машиностроение, 1975, 638 с.
- Оптическое стекло. Иенский завод по производству стекла. «Шотт и компания» (Майнц, ЗРГ). Сб. Современные каталоги оптического стекла. ГОИ им .В. И. Вавилова, 1963, Приложение I.
- Оптическое стекло. Парра-Мантуа «Каталог 56″ В сб* Современные каталоги оптического стекла. ГОИ им. В. И. Вавилова, 1963, Приложение 2.
- Hafner Н.С., Rood J.L. Some precautions necessary Sor precision measurements of index of- refraction.
- Mater. Res. Butt/. 1967, vot. 2, K/o 3, p. 307−309.
- EscotarD., CacjideH., MarcLtCo J. Catcuto da indices de refraction у coeflclentes de dispersion de solidas iransparents en infrarrojo. — f, Opt. puray apt.» 197Ц, vol. 7, K/o 2, p. 67- 74.
- Stavrodis O.U., Sutton L.E. Rapid Method Jor Inter-potation Refractive Index Measurements.
- Opt. Soc.Am., 1961, vot. 51, Uo 3, p. 368 3 70.
- Sutton L.E., Stavroudis O.U. Fitting Refractive Index Data by Least Squares, J. Opt. Soc.Am., <196−1, vot. 51, bJo8, p. 901- 905.
- Barnes SI., PIEtch M. Temperature dependent Settmeier coefficients and coherence tength for cadmium tetturide. — J. Opt. Soc. Ami977,vot.67f K/o5.
- Haykawa J. и др. &bdquo-Осака ноге ги^юцу сикэнсё нихо" «Butt. Covt.Int.Res.Inst.» Osaka, 1975, vot.26
- Harrey J., WoU W.L. Refractive index of IRTRAW6 (hot-pressed cadmium tetturide) as a function of wave Length and. temperature. — 3. Opt.Soc.Am., 1976, vot. 65, Kfo 11, p. 1267- 1268.
- GunterR.C., Ctass J.V. Refractive Index of fJd: CaF2 and some Ud doped as a Junction of wave-tength, yoneodymlum and temperature.-Appt. Opt., 1975, vot. Uol, p. m-176.
- Herzberger M. f MalCur W. The design oJ- Superachromatic Lenses.-Appt.Opt., 4963, vo?.2,Wo6, p. 553 560.
- Резник В.Г., Родионов С. А. Структура и параметры машинного каталога стекла.- Оптико-мех.пром-сть, 1973 4, с.29−31.
- Rood J.L.fV/ilton R.D. Dispersion equations J-or opticaI materials.- Proc. Montana Acad. Scl? У970, vo£.30, p. 89 92.
- LanghoH P.W., KarpEus M. Pade Summations о J- the
- Couchy Dispersion Equation. J. Opt.Soc. Am.} 4969, vol. 59, Wo7, p. 863 -871.
- Радд У. Программирование на языке ассемблера в вычислительных системах IBM 360 и 370— М.: Мир, 1979, 591 с.
- Stre’M M.L., FerrtsoC.C. UnUted ReJractlve Index and Dispersion Equations. Appt. Opt., 4969, vol. Ц, Mo 12, p. 1668- 1669.
- Morrisey B.W., Powell C. J. Interpolation о/ Refractiveindex Data. Appt.0pt.f f973, vo?. 12, fVo 7, p. 1588 — 1591.
- Худсон Д. Статистика для физиков. Лекции по теории вероятности и элементарной статистике.- М.: Мир, 1970, 296 с.
- Хемминг Р. Численные методы для научных работников и инженеров.- M. j Наука, 1972, 400 с.
- Фаддеев Д.К., Фаддеев, а В.Н. Вычислительные методы линейной алгебры.- М.: Наука, 1963, 468 с.
- Себер Д. Линейный регрессионный анализ — М.: Мир, 1980, с. 456.
- ГОСТ 5421–73. Стекло оптическое. Измерение показателя преломления методом Обреимова.
- ГОСТ 3516–74. Стекло оптическое. Метод измерения показателя преломления и дисперсии на рефрактометре.
- ГОСТ 5723–75. Стекло оптическое. Методы измерения показателей преломления на гониометре.
- Брике А.А., Волкова Е. А. Абсолютный интерференционный метод измерения показателей преломления твердых тел .-Приборы и техника эксперимента, 1976, № 3, с.191−193.
- Волкова Е.А. Стандарты на методы измерений показателя преломления оптических стекол .-Измерительная техника, 1968, № 12,с.24−25.
- ГОСТ 8121–74. Длины волн и волновые числа.
- Barwotllk.^Grzanna J., 2ischaek Z. Jemna mach. a opt., 1977, vol. 22,, p. 92−94.
- Стожаров A.H., Бахшиева Г. Я., Алексеева Т. А. Метод измерения показателей преломления на гониометре с помощью накладных стекол.-Оптико-мех. пром-сть, 1975, № 10, с.63−65.
- Owens’J.C. Optical refractive index о/ air i dependence on pressure, temperature and composition. AppC. Opt. Юв7^о1.в, Ыо1, p.51 -58.
- Lyness J.M., Jenkins M.A. Influence о/ cosmic radiation on refractive index. -Manufact. Optician Jnterrat, 1967, vot. 19, Uo 7, p. 385−388.
- Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы теории обработки наблюдений.- М.: изд. «Физ-мат.литерат.», 1962, 311 с.
- Уилкинсон В., Райнис С. Справочник алгоритмов на языке АЛГОЛ. Линейная алгебра.- М.: Машиностроение, 1976, 391 с.
- Форсайт Д., Малькольм М., Моулер К. Машинные методы математических вычислений.- М.: Мир, 1980, 279 с.-20 946. Форсайт Д., Моллер К." Численное решение систем линейных алгебраических уравнений.- М.: Мир, 1969, 237 с.
- Аццреев Л.Н., Панов В. А. Оптика микроскопов. Расчет и проектирование, — Л.: Машиностроение, 1976, 432 с.
- Русинов М.М. Техническая оптика,— Л.: Машиностроение, 1979, 488 с.
- Русинов М.М. Техническая оптика.- Л.: Машиностроение, 1961, 328 с.
- Арлей Н., Бух К. Введение в теорию вероятностей и математическую статистику.- M. j ИЛ, 1951, 264 с.
- Сборник научных программ на Фортране. Выпуск 2. Матричная алгебра и линейная алгебра.- М.: Статистика, 1974.
- Родионов С.А., Гутман Е. И. Оптимизация нелинейных систем. В сб. «Расчет и конструирование механизмов и деталей приборов».- Л.: Машиностроение, 1975, 198 с.
- LebenbergK. A method for the solution oi certain non-tinear probtems in least squares.- Quart. Appi. Math, 9 Wt, vo?.29Mo2,p.164- 168.
- Marguardt 3).W. An algorithm for least-sguares estimation of nonlinear parameters. J. Soc.Indust. Appl. Math., 19ЬЪу vol. 11, Mo2, p.43f-W.
- Meiron J. Damped least squares method for automatic lens design.-J.Opt.Soc. Am., 1965, vol. 55, Uo9, p. 1105 — 1109.
- Численные методы условной оптимизации / под ред. Ф. Гилла, У. Мюррея: пер. с англ. под ред.А. А. Петрова.- M. s Мир, 1977, 292 с.
- Резник В.Г. Дисперсионные зависимости для расчета показателей преломления. Оптико-мех.пром-сть, I960, № 8, с.20−22.
- Петровский Г. Т., Бужинский И. М., Полухин В. М. Каталог оптического стекла СССР-ГДР.Оптико-мех.пром-сть, 1978, т.45,№ 9,с. 36−37.
- Оптическое стекло. СССР-ГДР. Полный каталог, Исполнение С: 0CI.
- OHARA OPTICAL GLASS MFG. CO. LTD. Aprii, 1971.
- SteinerO. Кunstcjriffe bei der rechnerIschen Glattung von Fitterkurven mit steilen Flanken. РТВ,-Mitt., 1974, vol. 84, k/o 3, p. 171- 173.
- Резник В.Г. Об аппроксимации спектрального коэффициента пропускания оптического стекла. В сб.: «Проектирование и исследование оптических систем" — Труды ЛИТМО, 1979, с.44−48.
- Стожаров А.Н., Богатырева В. В. Коэффициенты термического расширения и устойчивости показателя преломления стекла.-Оптико-мех.пром-сть, 1975, № 10, с.40−43.
- GeffkenW. Die le’ddispersion von Glasern. Teil Optica Acta7965, vol. 42, Ho 3, p. 275 -ЗОЦ.
- GeffkenW. Partial dispersion of Glasses. Part 3. -Appl. Opt., 1973, vol. 12, Wo 12, p. 29 78 2 9 90.
- Полухин B.H. Метод расчета показателей преломления оптических материалов .-Опт.и спектр, 1966, т. XX, вып.5, с.874−880.
- Полухин В.Н. Метод расчета показателей преломления оптических материалов.-Оптико-мех.пром-сть, 1979, № 10, с.27−29.
- Стожаров А.Н., Фролов В. Н. Расчет дисперсии оптических стекол .-Оптико-мех.пром-сть, 1974, № 7, с. 44−48.
- Резник В.Г., Родионов С. А. Метод аппроксимации дисперсии оптических стекол с помощью наглядных параметров .-Оптико-мех.пром-сть,! 981, № 4, с.21−24.
- Резник В.Г. Аппроксимация дисперсии оптического стекла.-0птико-мех.пром-сть, 1981, № 10, с.13−15.
- Родионов С.А., Лапо Л. М. Полихроматическая коррекция аберраций в ообвой точке центрированных оптических систем.-Оптико-мех.пром-сть, 1981, № 3, с.17−20.
- Марешаль А., Франсон М. Структура оптического изображения.-М.: Мир, 1964, 295 с.
- Бездидько С.Н. Оптимизация оптических систем с использованием ортогональных полиномов.- Опт. и спект, 1980, т.48, вып.6, с.1222−1223.
- Грамматин А.П. Математические основы применения вычислительных машин с программным управлением для расчета оптических систем.- Опт.мех.пром-сть, 1959, № 7, с.3−7, № 8, с.5−9.
- Грамматин А.П. Автоматический расчет оптических систем с помощью усовершенствованного метода Ньютона.- Оптико-мех. пром-сть, 1967, № 2, с.21−27.
- Грамматин А.П., Двген А. Б. Методика расчета оптических систем с использованием ЭВМ.- Оптико-мех .пром-сть, 1974, № 2, с.65−66.
- Леонова В.Б. Автоматизация расчетов оптических систем.-М.: Машиностроение, 1970 288 с.
- Родионов С.А. Применение ЭЦВМ в оптических расчетах.- Изв. вузов СССР.- «Приборостроение», 1968, т.14, № 3,с.103−108.
- Родионов С.А. Автоматизация проектирования оптических систем.- Л.: Машиностроение, 1982, 270 с.
- Цено Н.В. Автоматический метод расчета сложных оптических систем.- Оптико-мех.пром-сть, 1966, № 9, с. 10−16.
- BrixnerB. Automatic tens design for nonexperts.-Appl. Opt., 1963, vot.2,Ыо42,p. 1281−1286.
- Feder D.P. Automatic tens design methods. J. Opt. Soc.Am., 1951, wot.47, Wo Ю, р. 902−912.
- Feder D.P. Automatic lens design with a high speed computer. — J.Opt.Soc.Am., 1962, vot.52,Uo2, p. 117 — /83.
- GirardA. Calcul automaticjue en optiyue geometrigue.-Reveu d' Optigue, 1958, vol.37, p. I-Wo 5, p.225−24, pj-Wo 8, p. 397−424.
- Glatzel E., Wilson R. Adaptive Automatic correction in optical design.-AppL. Opt., 196&, voi.7,Uo2,p.265 276.
- Jamieson Т.H. Optimization techniques in tens design.-London: Adam Hitger, 1971, p. 106.
- Kryszynski T. On a semiaautomatic method о/ aberrations correction of optical systems. Optica Applicata, 1971, vol. Wo 1, p. 23 — 37.
- SpencerG.H. Murty M.V.R.K. General ray-tracing procedure- J. Opt.Soc.Am., 1962, vot.52,Uo 6, p. 672 -678.
- V/ynnC.G. Lens designing by electronic digital computer-1- Proc. Phys. Soc., 19 599 vot. 73, part. 7, p. 777- 787.
- Wynn С.в., WormeM P.M.J.H. Lens design by computer.-Appl. Opt., 1963, vot.2,K/o 12, p. 1233−1238.92* Бездидько C.H., Еездидько Л. И. Автоматизация выбора марок стекол при расчете оптических систем.- Оптико-мех.пром-сть, 1981, № II, с.18−20.
- Winkier М.А. A computer designed lens by a nonexpert- Appl. Opt., 1966, vot. 5, Wo 6, p. 1019 -1024.
- Численные методы условной оптимизации/под ред.Ф.Гилла, У. Моррея: пер. с англ.под ред.А. А. Петрова.-М.: Мир, 1977,292 с.-21 395. VaoA.O., Rivest R.L. On the polyhedral decision problem. -«SIAM J. Comput», 4980, vot.9,Uo2,p. 343 -347.
- Preparata F.P. An optimal real-time algorithm J-or pEanat convex hulls.-«Commun. ACM, 1979, vol.22,bJo7,p. 402−405.
- Overmars M.H., LeeuwenJ. Further comments on bykats convex hull algorithm.-«Inhrm. Process. Lett «l980,vol.10,№-5,p.209−212.
- FederD.P. Automatic optical design.- Appl.Opt., 4963, voi.2, А/о 42, p. 4209 -/226.
- FederD.P. History oJ-automatic optical design.-J.SMPT, 1967, vol. 76, Klo 3, p. 197−210.
- TatianB. Aberration balancing in rotationallg symmetric lenses. J. Opt.Soc.Am., 1974, vol. 64, Ho8, p. Ю83- -/094.
- Родионов С.А., Вознесенский Н. Б. Аппроксимация аберраций оптических систем с использованием значений волновых, поперечных и продольных аберраций. Изв. вузов СССР, «Приборостроение», 1979, т.22, № б, с.87−90.
- Вознесенский Н. Б. Разработка методов аппроксимации аберраций центрированных и децентрированных оптических систем. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд.техн. наук. Л.: ЛКГМО, 1983, 18 с.
- Бахвалов Н.С. Численные методы.- М.: Наука, 1973, 632 с.
- Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на Фортране.- М.: Мир, 1968, 582 с.
- Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах.- М.: Мир, 1978, с. 615 с.
- ГУРЕВИЧ З.С.» ТИМОФЕЕВА К. П, председатель"1. ЧЛЕНИ КОМИССИИ)1.рогр (в квт.
- НЕТОЛИКА АППРОКСИМАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК 0IRTM4FCKHX МАТЕРИАЛОВ И TiAKEI iHM «МАШИННЫМ КАТАЛОГ СТЕКЛА"f РАЗРАВОТАННМЕ ТОВ. РЯЗНИКОМ И.Г. г ВНЕДРЕНЫяг- г августа .?р11
- ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЗВОЛИЛО*
- A) 1ГО"ЫСНТЬ КАЧЕСТВО И ОПЕРАТИВНОСТЬ РАСЧЕТОВ ОИТНЧ1ПКИХ СИСТЕМ? РА КО ТАИ А! ИХ В Ш’ОКОН СПЕЙ РАЛЬНОН ИНТЕРВАЛЕ-
- F) ПОЛУЧАТЬ УТОЧНЕННЬЕ ЗНАЧГНИЯ ПОКАЗА! Nit И ПРЕЛОМЛЕНИЯ
- СТАНДАРТНЫХ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ ПЛАВОК» ЗНАЧИТFMHO СОКРАТИ» ПВЧМ ТРУДОЕМКИХ ИЗМЕРЕНИИ?
- OB ЭКСПЛУАТАЦИИ КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ «МАШИННЫЙ КАТАЛОГ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ»
- С ноября 1981 г. по настоящее время в составе пакета прикладных программ ОПАЛ на ИВЦ НИИГАиК эксплуатируется комплекс программ «Машинный каталог оптических материалов», разработанный начальником лаборатории ЦКБ при ЛОМО Резником В.Г.
- В учебном процессе каталог используется как для выполнения индивидуальных заданий, так и для изучения информационного обеспечения САПР.
- Проректор НИИГАиК по HJttViitfпрофесс op, д. t. н. В. В. Зу зу к
- Начальник ИВЦ j/fflfo'»: Л.В.Жежко
- Доцент кафедры 0ЭП, к.т.н. В.В.Малинин1.,&1,t4
- J НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ1. ЧЕ-«' Г I
- Ш"'' «- ' ш Ч «tlfftrjnWt^T l!"jfl» ТНЩДЙГ'-Т-Де.Т"' ШТЕДДЩГиДГ- '» -v"гУзЯЦЩрЛГ/1 /iifJTil.V.^ tc 0Щ
- GiJ} С i ik № 72/ $ 99 Главному инженеру ЦКБ1. Ж) МО км. В. И. Ленинаг.--—-------Тов. Звер эву В.А.программ15** К0Ш7лекса 'Т9Ш7шттт1. ЗАКЛЮЧ ЕН И Е
- Комплекс программ «Машинный каталог оптических матбрШОВ», разработаннкй т. Резником Владимиром Григорьевичем и вошедший в gyyjgp пакета прикладных программ «ОПАЛ», позволяет ускорить проектирорование и техническое о<$о6Н0ВЙ$Й ИЛ ЭДШШ®-
- ОПТНЧбСКЙ^ элементов и их установку в приборах электронно-лучевухи Фото-электрических преобразователе».
- Условный годовой экономический эффект от внедрения в объединении указанного комплекса составил 45 тыс.рублей.
- Зам.генерального директора -О >←<�•••? Р.М.Степанов