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发表人:陈志隆教授Professor Jyh-Long Chern新竹交通大学光电工程系

 

Professor Jyh-Long Chern
Department of Photonics
Institute of Electro-Optical Engineering, Display Institute
Microelectronics and Information System Research Center
National Chiao Tung University, Hsinchu 300, Taiwan

 

 

1998年我在台南成功大学物理系,因为受命执行中华卫星二号科学酬载红色精灵计划,开始接触光学系统设计.红色精灵计划是一个太空计划,硬件上有三个光学仪器(一个六片filter影像仪,一个六管光谱仪,一个双数组式光谱仪)与一个主控仪器,与中华卫星二号主计话画的遥测仪分开架在卫星主体上.当时众多计划目标里头有一项目标是建立光学酬载的设计能力.

坦白而言,当时我没有这个能力---虽然我是光学博士出身,但连规格都看得很吃力!! 更遑论设计, 制作与测试的东西!!当时太空计画室的丁南宏博士,李立行博士与张友信博士,特别是李立行博士在规格上给了启蒙.中华卫星二号科学酬载红色精灵计划是个国际合作计划,里头主要有美国加州大学柏克莱分校与日本东北大学.

刚开始的设计是跟美国Univ. of California, Berkeley, Dr. Stephen Mende研究群走,Dr. Stephen Mende研究群有光学设计高手,但Dr. Stephen Mende还是委外设计.而日本东北大学福西浩教授研究群则是自己设计,自己作.这个计划在历经波折,设计制作与测试,最后整个科学酬载2004年中已经在太空中运作并成功地完成人类史上第一次自卫星上取下高空向上闪电等重要数据.在执行计划的过程我对当时市面上的光学软件(几乎所有的光学软件)进行评估并购置使用,我的实验室投入不少人力与心力.2001年我个人决定切入作光学系统设计并以此为我专业领域.并以OSLO为我设计的主要工具.2002年我换到交通大学光电所,算是以光学设计为本业的开始.

当初在众多的软件选择OSLO当然是有原因.首先自然要算得准,好用,速度快,又有延伸性.另外不能是黑盒子,不能作到后来不知道是自己的想法有误?还是软件有误?!"不能是黑盒子"是当初我选择OSLO的一个重要原因.

在这些年里,虽然pre-design我是以手算为主,但OSLO内建的aberration analysis工具很强(如Aldis定理等),在分析上颇有帮助.另外整个接口(Setup与Solves等)相当实用与清楚,对建立一个好的initial design帮助极大.OSLO的最佳化功能极强,层次很清楚,对给出一个好设计帮助太大了.这是我很难放弃OSLO的一个原因.

Slider-Wheel与call-back功能实在太强了.另外还有公差分析的工具很完备,这对后续处理太重要.内建的database与project管理的工具很全,其中Warren J. Smith的design library对我学习帮助极大.此外输出档案该有的都有了. OSLO有一点跟其它软件不同的是:我个人觉得整个软件的理论基础很强.

我真正决定使用OSLO作设计还有一个原因,它是一个平台,我可以写C程序扩充功能.虽然各个软件都可以有宏指令供使用者使用,但一旦是要作新的接口研发或者对软件原厂都不能问的比较保密性的计划,宏指令在效率上与保密性比较不周全,事实上远远不及的!

OSLO源自美国Univ. of Rochester光学所 (Institute of Optics)是Prof. D. Sinclair的心血之作,Prof. D. Sinclair是1965年毕业于Univ. of Rochester,之后就留校任教.据说他之前不是作光学设计,是作了光学所的faculty才作光学设计!!Prof. D. Sinclair在1976年创建Sinclair Optics,开始有商用版的OSLO.OSLO有一个重大的inclusion:它加入Genesee Optics Software公司的GENII optimization. 此外OSLO 1996版本是一个很大的里程碑.

整个OSLO其实是一个相当深刻的作品.我在学习OSLO不是拿它作一个软件在学,而是想为何Prof. Sinclair要这样子作而不是那样子作?比较像拿OSLO来学光学设计.

2001年起OSLO改由Lambda Research公司所有,进入OSLO第六版的世代.新的光学设计世代,如Lambda Research公司Dr. Leo Gardner(百年历史四年一次1998年 International Optical Design Conference (IODC)的chair)等人新的风格,渐渐加入.它的很多新加功能都走得很前面.

对一个有心要从事光学设计的人,我会建议他或她使用OSLO.

 

OSLO是一套窗口接口软件,不需要强记或翻阅指令,即可输入数据。对于初学者而言,要学会使用这一套软件,不是问题。当然,也可以同时使用指令执行程序的运算。此外,OSLO软件还附有一份非常详细的使用手册-optical reference-这一份使用手册也可以直接到Lambda Research corporation 的网站上下载档案,这一份使用手册详细介绍OSLO的设计概念,并且详述各项计算的参数说明,让使用者可以清楚了解各项参数,精确的分析光学系统 。

此软件的计算结果可以使用图形输出,也可以使用文字输出。使用图形输出,可以让使用者对于所设计的系统之成像质量有定性上的了解;文字数据的输出,则是让使用者得到定量的分析结果。而其输出数据的定义及其基本概念,皆可于窗口上面的说明列中搜寻到,也可以在optical reference中得到更详尽的说明。

OSLO的最佳化为其自豪处,他可以使用区域性最佳化,也可以使用全域性最佳化。区域性的最佳化利用给定变量及设定操作数,计算最小均方根值(Damped least square)的方式得到,软件程序已经建立几组函数产生器自动产生相关系的操作数,方便使用者使用;此外,也可以自建操作数,其操作数的语法简单,阅读其使用者说明即可学会建立。OSLO的最佳化过程设定方式简单及多样性,由使用者决定如何设定,其数值计算结果精确 。

OSLO提供丰富的内建数据库,包含有透镜材质、镀膜材质及ISO 10110规范的公差值等等,甚至于使用者自己也可以建立自己的数据库,在使用上,可以非常灵活的运用。除了数据库之外,OSLO也提供了CCL指令,可以让使用者扩充使用指令,增加软件使用上的深度及广度。

OSLO还有其它进阶的功能,在此不一一详述。综合上述的这些优点,OSLO是一套易学易懂的软件。越亲近这一套软件,将可让使用者在设计上面无往不利。

国家太空计划室 许慈方 博士

 

 


我十分感谢网站上提供OSLO-EDU免费下载,这是一个很棒的程序,对我从事的项目计划非常有帮助,我目前是博士班的学生,正在从事太阳能的集中。

I am grateful for your courtesy to provide OSLO-EDU for free download on internet.  It is great program which has been very helpful in the project I am involved.  I am a PhD student working on solar energy concentration.

Mr. Z. Zanelli

 
 

我只想说我对OSLO v. 6.0 留下多么深刻的印象,上个月我处理一个在我们数字相机中关于zoom lens及CCD的光学问题,为了了解及解决这个问题,我花了好几个小时用OSLO作分析及计算光线角度、暗角因素、多重状态的设定等等,尽管这是我第一次用OSLO v.6.0,但是我还是要说OSLO新功能非常实用,而且可以凭直觉获知。

真的非常感谢研发出这么实用的软件。

I just wanted to say how impressed I am with the new Rev. 6 of OSLO. The past month I was working on a major optics problem with the zoom lens and CCD on one of our digital cameras. To understand and eventually solve the problem I spent many hours analyzing and calculating ray angles, vignetting factors, over multiple configurations etc. using OSLO. This was the first time I had used Rev. 6 and I have to say that the new features were very useful and very intuitive.
Thanks for designing very useful software.

Hewlett Packard Co., Mr. David Campbell

 

 


总之,我非常满意OSLO,我不喜欢浪费时间去探索不好的软件。

"To summarize: I am very happy with OSLO and I do not like to waste time exploring bad software."

Fachhochschule Darmstadt, Germany, Mr. Ralf Blendowske

 

 

 

 
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