1 / 17

Optomechatronika II. Optomechanika

Optomechatronika II. Optomechanika. Dr. Kovács Gábor BME Mechatronika Optika és Gépészeti Informatika Tanszék. http://www. mogi .bme.hu. Optomechanika. Optikai rendszerek tervezésének mechanikai vonatkozásai Optikai elemek felépítése Optikai anyagok Foglalások, konstrukciók

sybill-stout
Download Presentation

Optomechatronika II. Optomechanika

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Optomechatronika II.Optomechanika Dr. Kovács Gábor BME Mechatronika OptikaésGépészetiInformatika Tanszék http://www.mogi.bme.hu

  2. Optomechanika • Optikai rendszerek tervezésének mechanikai vonatkozásai • Optikai elemek felépítése • Optikai anyagok • Foglalások, konstrukciók • Optikai - mechanikai tűrések • Szilárdsági jellemzők • Termikus jellemzők • Kósza fények, zajok • Költségek!!!

  3. Ideális gömb hullámfront Valós hullámfront Ideális gömb hullámfront Valós hullámfront Reflektív és refraktív optikai elemek • Lencsék (ablakok, szállemezek, prizmák, nyalábosztók, stb.) • Több felület kisebb pontosság: w=D (n-1)/n • Legfontosabb anyagjellemző a homogén transzmisszió és törésmutató • Tükrök (prizmák, nyalábosztók, stb.) • Kevesebb felület, nagyobb pontosság: w=2D • Legfontosabb anyagjellemző a szilárdság és a hőtágulás G’ képsík W (Hullámaberráció) S’ G’ képsík S’ W (Hullámaberráció)

  4. Könnyített tükrök • A mechanikai felfogás függvényében a tükrök vastagsága csökkenthető

  5. Az alakhibák 2 szerese az OPD! Mechanikai stabilitás, átm./vastagság : 5 - 10 Kis méret esetén tömör anyag Nagy méret esetén VEM modellezett könnyítések Maradó feszültségek Utólagos alakítások (furatok, peremek) A felfogások, jusztíro-zások jelentős alak-változást okozhatnak! Adaptív optikai elvek Tükrök mechanikai kialakítása

  6. Fresnel lencsék • Folytonos lencsefelület helyett koncentrikus szekciók • Kevesebb anyag, kisebb súly • Nagy nyílásviszony • Az OPD nem 0! • Képalkotásra alkalmatlan! • Energia irányítás • Diffrakciós optikai elemek

  7. Fresnel lencsék kialakítása

  8. Fresnel lencsék felhasználása • Egyszerű nagyítás • Energia irányítás • Vetítő rendszerek • Mobiltelefonok • Kommunikációs eszközök • Energia kollimálás • Energia fókuszálás

  9. Világítótorony optikák

  10. Termikus hatások

  11. Termikus modellezés • Hőátadási modellek • Hővezetés • Konvekció • Sugárzás • Statikus és dinamikus hatások: • Termikus egyensúly • Hősokk • Termoelasztikus modellezés: feszültségek és alakváltozások

  12. Optikai elemek alakváltozása • Líneárishőtágulási modell: • Dl = l·a·DT • BK7: a = 7.1·10-6 1/K • Pyrex: a = 3·10-6 1/K • Quartz: a = 0.5·10-6 1/K • Zerodur: a = 0.05·10-6 1/K • Beryllium: a = 11.5·10-6 1/K • Acél: a = 17·10-6 1/K • Aluminium: a = 23·10-6 1/K • Nem feltétlenül a legkisebb a cél!

  13. Zerodur

  14. Törésmutató és diszperzió változás • Jelentős fókusz eltolódást okozhat (a lineárissal együtt) • dn/dTabsolute • BK7: 1.5·10-6 1/K • SF6: 15·10-6 1/K • CaF2: 11·10-6 1/K • Si: 150 ·10-6 1/K • Ge: 396 ·10-6 1/K

  15. Athermal optikai rendszerek • Azonos hőtágulású anyagok használata (fókusz változás) • Fém tükrök és szerkezetek • Alacsony hőtágulású anyagok használata • Zerodur – Invar • Szilárdsági problémák • Temperálás, (a nagyobb hőingadozások elkerülése) • Aktív termikus kompmpenzáció, a különböző hőtágulási hatások kihasználásával

  16. Klasszikus lencsefoglalás menetes gyűrűvel • A lencsé(ke)t menetes gyűrű és távtartók rögzítik • A központtűrést a lencse és a ház biztosítja • A lencse távolságok pontosan beállíthatók • Drága, bonyolult szerelés • Merev rögzítés, jelentős feszültségek

  17. Optikai elemek foglalása ragasztással • Ragasztás központosító furattal • Pontos pozícionálás • Kis helyigény • Egyszerű szerelés • Alacsony költség • Ragasztás távtartókkal • A távtartókat a kötés után eltávolítják • Kompenzálható központ hiba • Kis helyigény • Bonyolultabb szerelés • Rugalmas foglalat

More Related