그림 1. Lambda Research Corporation의 OSLO는 James Webb Space Telescope (JWST)의 설계 및 분석에 사용되었습니다.

(이미지 제공 : NASA)

렌즈 설계 소프트웨어가 등장하기 전에 정교한 광학 시스템이 일상적으로 설계되었다는 것은 사실입니다 . 정교한 계산이 가능한 현미경, 망원경 , 카메라 렌즈 및 수동 계산으로 설계된 기타 광학 장치가 그 목적을 잘 수행했습니다. 그러나 빠른 컴퓨터 계산을 통해 렌즈 디자이너는 매우 복잡한 광학 시스템에 유리, 제작 및 기계적 결함의 영향을 매우 정확하게 고려할 수있는 최적화 된 솔루션을 찾을 수 있습니다. 요소 수를 줄이고 비장을 넓히거나 다른 이점을 추가하는 비구면을 쉽게 추가 할 수 있습니다. 결과적으로 숙련된 렌즈 디자이너 숙련된 광학 제작자와 긴밀히 협력하면서 스마트폰 카메라부터 군용 적외선(IR) 이미징, 컴퓨터 칩 제조, 증강/가상 현실(AR/VR) 및 기타 여러 분야에 이르기까지 정밀 광학을 생산 합니다.

일반적인 광학 설계 소프트웨어 패키지는 광선 추적(스폿 다이어그램을 시각적으로 사용) 또는 웨이브 기반 물리 광학 계산(시각적으로 회절 패턴을 사용 )을 통해 광학 시스템을 모델링 할 수 있으며 후자는 더 많은 계산이 필요합니다. 이미징 렌즈 디자인 소프트웨어는 비이미징 광학 디자인 소프트웨어, 통합 CAD/CAM 프로그램 및 기타 파생물을 포함하여 수많은 파생물을 가지고 있으며, 일부 또는 전부가 원래 소프트웨어 패키지에 통합 될 수 있습니다. 이 기사에서는 현재 렌즈 디자인 소프트웨어 패키지의 일부 상용 예제에 대해 약간의 배경 지식을 제공합니다.

Advanced ray tracing (고급 레이 트레이싱)

OSLO (레이아웃 및 최적화 용 광학 소프트웨어)는 Lambda Research Corporation (MA, 리틀 턴)에서 생산한 광학 설계 소프트웨어로 다양한 광학 시스템의 설계 및 분석을 용이하게합니다. 이 회사의 사장 Ed Freniere가 설명했듯이이 프로그램의 핵심은 기하학적 및 물리적 광학 모델링 기능을 갖춘 순차적 인 광선 추적 엔진입니다. Freniere는“OSLO에는 간단하고 복잡한 이미징 시스템을 설계하기 위한 수많은 로컬 및 글로벌 최적화 방법이 포함되어 있습니다. “OSLO에는 다양한 표면 교차 기능이 필요한 시스템을위한 공차 분석 및 시뮬레이션 기능과 비 순차 광선 추적 분석 커널이 내장되어 있습니다. OSLO는 개방형 아키텍처이며 매우 유연하며 다양한 표면 유형 및 최적화 대상을 포함합니다.

Freniere에 따르면 OSLO의 기본 강점은 고급 광선 추적이며 추적 효율성이 가장 중요한 줌 시스템 설계의 핵심입니다. 그는 이 기능이 예를 들어 300:1 줌 렌즈의 디자인 개발에서 핵심적이라고 덧붙였다. OSLO의 광선 추적 효율은 또한 포토 리소그래피 렌즈와 같이 많은 광선이 필요한 시스템의 설계 및 분석을 용이하게합니다. OSLO에는 조리개 기능이 내장되어 있으며 James Webb Space Telescope를 포함한 세그먼트 미러 시스템의 설계 및 모델링에 사용되었습니다(그림 1 참조). 이 소프트웨어 패키지에는 좌표 변환 및 비구면 기능과 최적화 기능이 포함되어있어 3- 미러 아나 스티그마 트 및 공차 분석과 같은 축외 시스템을 훨씬 간단하게 만듭니다.

출처 :  https://www.laserfocusworld.com/optics/article/14174548/lensdesign-software-enables-modern-precision-optics.