光学設計シミュレーション

光学製品といえば従来はカメラなどの撮像機器が主体で、光学設計は結像性能の充足が目的でした。ところが半導体レーザ、赤外撮像素子、MEMSミラーなどの新しい光学素子が急発展したため、その応用分野にも光学設計の裾野が広がりました。これまで関係のなかった電気、材料、機械産業などでも、光の知識を必要とする場面が増えています。 　本講演では広範囲な光学系設計のスキルが光学系の初心者にも身につくよう、解りやすく解説します。そのため、多様な機能を持つフリー (無料) ソフトである“OSLO_EDU”を用いて光学設計の実務実習を行います。 　まず、光学基礎、光学系の種類などの重要項目をわかりやすく解説します。その後、各自のパソコンで実習していただきます。代表的な光学系を例にとり、パソコン画面上での光学系設定法、自動設計機能の活用法、光学性能評価法などを習得します。 　光学の知識が少ないのに業務上で必要に迫られている方々、たとえば光学設計を志す技術者、光学部分の仕様を決めなければならない立場の技術者、光学機器の特性を解析したい技術者などを対象とします。ソフトでの実演・実習を主体としますので、楽しく光学設計とシミュレーションのスキルを身に着けて頂けると思います。

1. 光学の基礎
   1. 光の性質と光学系設計手法
   2. 光学系の機能分類
   3. 光学部品、光学材料
2. ガウシアンビーム
   1. レーザービームの特性
   2. 非ガウシアンビーム
3. 無料ソフトOSLOの機能
   1. メインウインドウ
   2. 光学系の設定方法
   3. 性能評価と設計改善方法
4. レンズ系 (屈折系) の設計演習
   1. 光源、レンズ面、像面の設定
   2. フォーカスシフト、ベンデング
   3. 各種収差の観察、テストパタンの結像観察
   4. 最適化
   5. 非球面レンズ、シリンドリカルレンズ
5. 反射光学系の設計演習
   1. 球面鏡、放物面鏡、楕円面鏡
   2. 平面鏡と座標変換
   3. プリズム
6. レーザー光学系の設計演習
   1. ガウシアンビームの集光と伝播の観察
7. 非結像光学系のシミュレーション演習
   1. 集光系
   2. 投光 (照明) 系、レーザー走査
   3. 分光器
8. まとめ
• 質疑応答