Outils pédagogiques de modélisation optique

Outils pédagogiques de
modélisation optique
Travail de semestre été 2000
Olivier Scherler
Assistant : Olivier Ripoll
Buts du projet
Développer un outil didactique pour présenter
certains principes d’optique
Programme interactif permettant à l’utilisateur
d’agir sur le système
Contraintes
Compatible avec toutes les plateformes
Consultable par internet
Code réutilisable au maximum
Facile à étendre et à améliorer
 Java
Java
Language orienté objets
Organisation en classes
Code réutilisable
Multi-plateforme
 Applets pouvant être
inclues dans une page
web
Java Program
Java Virtual Machine
Operating System
Hardware
Détails du projet
Programme de ray tracing
Beaucoup d’effets visualisables
Aberrations géométriques
Aberrations chromatiques
Approximations paraxiales
Construction par blocs ± complexes
Hiérarchie des classes
OpticalElement
Aperture
OpticalDevice
ThickLens
SimpleLens
Aspherical
Spherical
Homogeneous
Etc...
Construction d’un
programme
Création du système optique
Matériaux
Composants optiques
Rayons
Création des éléments d’interface
Définition des interactions entre interface et
système optique
Matériaux
Matériau
Indice
Nom
Constant
Schott
Sellmeier
Etc...
Indice de réfraction en
fonction de la longueur
d’onde
Différentes formules
disponibles
Composants optiques
Rayons
Différents types de sources
Nouvelles sources faciles à créer
Applet : Lentille de champ
Comparaison du
comportement d’un
système télécentrique
avec et sans lentille de
champ
Applications :
Microscope
Microlens Projection
Lithography
Applet : Interface asphérique
Surface asphérique
Interaction avec C, K et n
Correction des aberrations de sphéricité
Mauvaise pour une source hors-axe
h( r ) 
Cr 2
1  1  ( K  1)C r
2 2
Applet : Achromat
Correction des aberrations chromatiques et
géométriques
Comparaison avec une lentille ordinaire
Interaction avec la longueur d’onde et la
courbures des lentilles
Matériaux imaginaires exagérant la dispersion
chromatique
Perspectives
Nouveaux composants optiques
Affichage en 3D
Lecture d’un système optique depuis un
fichier sur disque dur
Lecture des catalogues de matériaux de
Zemax
Éléments en réflexion