閑來無事,與大家分享一下我學習光學設計的心得,因為是純自學,業(yè)余愛好,所以可能不夠?qū)I(yè),僅僅分享而已 llHN2R%(
其實我和群里的大部分人是一樣的,每天在堅持學習光學設計的基本知識,不知道自己在走著一條怎樣的路,甚至不知道自己的未來在哪里,但有一點我心里比誰都清楚,我喜歡學這個,雖然有時候有很多弄不明白的地方,但是我認為這是一種挑戰(zhàn),我喜歡挑戰(zhàn),或許這個跟生活中的很多困難是一樣的,需要自己思考出解決問題的方法,沒有人會真正告訴你自己的路應該怎么走。 E*Pz <
首先,說一下我的專業(yè)背景,我是學光學的,但是這個光學是理科,物理底下的二級學科,對光學這個領域也算熟悉,但是主要學習的專業(yè)是全固態(tài)激光,包括設計一些激光器,懂激光的人可能知道,設計激光器的套路大概是固定的,要結(jié)合具體的結(jié)構(gòu)定自己的設計參數(shù),首先要根據(jù)需求提出設計指標,理論分析,提出技術方案解決方法,然后優(yōu)化改進,對激光束進行一系列的分析。我就感覺這個思路和光學設計有些相似,或許設計工作都是這個樣子的吧,學習激光的同時,閑來無事,利用自己的課余時間學習了光學設計。 8.:B=A
剛開始學習的時候是一種漫無目的的學習,張以謨的《應用光學》,那是我第一次接觸什么是各種基點,理想光學系統(tǒng),像差,典型的光學系統(tǒng)有哪些,各種光闌,什么是圓心光路等等,學完了以后感覺收獲蠻多的,這就告了一個段落,感覺應用光學也沒什么,但是那個時候真不知道自己學習這些東西有什么實質(zhì)性的用途,總是聽人說這是基礎,學完以后有可能變的很牛。 ]6jHIk|
之后我就接觸了ZEMAX軟件,自己弄了那幾個例子不斷的重復做,但是我發(fā)現(xiàn)一個問題,我似乎沒什么思想,只是在重復著一些沒有意義的事情,其實也不能這么說,我對這個軟件有一些好奇,有了初步的理解,我想這個軟件一定有一些規(guī)則在里面,于是我就在help游走,熟悉各種按鈕,工具,一點一點的熟悉各項功能,感覺這個軟件功能挺強大,幾乎把我學得所有光學知識都包含了進去,比如物理光學里的干涉 衍射 偏振 應用光學里的一些術語都有,而且還有一些操作數(shù),求解工具,還有macro等,當時的感覺就是要學得東西太多了,于是我就一點一點的學習,分塊的學,由于我精通物理光學嘛,對物理 光學這個地方的俗語基本都知道,接下來我又重新拿起了那本《應用光學》,重新學習了一些概念,單但是我還是不知道概念的重要性,只是為了熟悉軟件才看的,結(jié)合說明書我繼續(xù)學習,了解那幾百個操作數(shù)有什么用和他們的分類。 fLLnf].O
后來我發(fā)現(xiàn)一個問題,即使我把這些都弄明白了也沒什么用呀,對于一個實際問題還是不知道如何下手,所以我開始思考設計本身是什么樣子的,為什么要去設計,比如說人眼看不清遠處的物體是因為人眼的最小分辨角不夠小,望遠鏡解決了這個問題,后來發(fā)現(xiàn)人不能看清太小的東西,這是由于衍射所致,于是顯微鏡誕生了,當然這些都是目視光學系統(tǒng),當時想,如果不是用眼睛來記錄觀察的話,膠片,探測器什么的,這就誕生了照相系統(tǒng)。于是,我就地毯式的學習了這些結(jié)構(gòu),對這些結(jié)構(gòu)的歷史開始學習,包括一些典型的結(jié)構(gòu),可是我發(fā)現(xiàn)一個問題,這些思想都源于何處,他們是怎么思考這些問題的,他們是如何設計的,他們的靈感源于何處,我能不能做到呢?帶著這些問題,我繼續(xù)學習。 f34_?F<h
如果讓我復現(xiàn)他們當時的設計,我能做到嗎,我的答案是做不到的,但是我還是試圖這么做,我就找了一些書籍,看看光學設計的步驟是什么,最后我找到了一本《實用光學設計》的書,從外形尺寸的學習,初始結(jié)構(gòu)的選擇,像差的平衡校正,像質(zhì)的分析,當時我突然明白前面學的那些東西有什么用了,再回過頭來繼續(xù)加強,學習理想光學系統(tǒng)和像差的學習,只不過這次更加具體了,更加全面了,而且更加有針對性了,開始思考像差究竟是怎么來的,有什么方法可以消除,錯了,更確切一點是平衡,不是純粹的消除某種像差,呵呵,就這樣又找了一些書籍,看他們怎么平衡的像差,自己也在一點一點的學習。 CX1L(Y[
后來我發(fā)現(xiàn)自己缺少一套系統(tǒng)的像差理論,我就學習了大家熟知的《光學設計理論基礎》王之江寫的,由于自己是理科出生,這本書對自己難度不是很大,于是繼續(xù)學習,此書講的非常透徹,令我感覺很好,當然要想做到融會貫通還是有很長一段路要做,此后的很長一段時間,我是一頭霧水,感覺自己的學習能力到此就終止了。我不再碰ZEMAX了,開始學習光學設計了,后來感覺自己有了點基礎知識,像差理論也齊全了,可是不知道怎么用,也沒有什么設計的經(jīng)驗感覺什么的,于是我開始了下一階段的學習。 9Ilfv
我開始搜集的范圍更窄了,我搜集了論壇里大家共享的資料,比如單講顯微鏡的,望遠鏡,照相機的,還有最難的變焦,看著這些熟悉又不太熟悉的光路,光闌設置在什么地方,分別有什么作用,漸暈的具體情況是怎樣的,之前學的理論在具體的結(jié)構(gòu)中的到了學習鞏固,可是我發(fā)現(xiàn)一個問題,我還是無法做到純粹的設計,可能是實戰(zhàn)很關鍵吧,我還是有什么地方不通,自己又說不清。 USlF+RY@3L
這可能就是我現(xiàn)在的水平了,無實際光學系統(tǒng)的實戰(zhàn)經(jīng)驗,不過我一直認為自己能夠?qū)W好的,因為我在思考,反復的學習,知道自己欠缺在什么地方,我認為優(yōu)秀的光學設計師不是照搬前人的某些結(jié)構(gòu),應該在前人的基礎上有一些質(zhì)的區(qū)別,能夠?qū)⒐鈱W設計發(fā)揮到極致,可惜我現(xiàn)在還不行,呵呵,不過沒關系,我還在路上。 -bv>iIC
談一下我以后應該怎么學習,我以后應該看一些比較經(jīng)典的英文書籍,關于光學設計的最初思想應該有深刻體會,然后自己再把ZEMAX軟件撿起來,用ZEMAX完成自己外形尺寸,初始結(jié)構(gòu)的計算問題,再學習一些高端的數(shù)值處理方法,在摸索中學習,因為我現(xiàn)在在感覺自己在做一件極具挑戰(zhàn)性的東西,我是在用數(shù)值求解的方法在解一個非常龐大的非線性系統(tǒng),這個過程自然不是那么容易,還需要繼續(xù)學習,其實說實話,群里有的朋友上傳的資料對我?guī)椭娴氖呛艽螅谶@里謝謝了,希望群里的同志們能早日成功。