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Auteur(s)
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Jacques DELACOUR : Ingénieur de l’École supérieure d’optique - Président‐directeur général de la société OPTIS
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’évolution du calcul optique à travers les logiciels de calcul va du simple tracé de rayon à la simulation laser la plus complexe. Ces changements montrent l’importance que peuvent avoir les simulations dans les systèmes lumineux les plus usuels. Les outils de simulation disponibles actuellement sur le marché ont eux‐mêmes fait évoluer, de façon considérable, les méthodes de calcul et de conception des ingénieurs et des techniciens amenés à élaborer de tels systèmes.
L’optique, auparavant réservée aux ingénieurs spécialisés dans ce domaine très pointu, tend aujourd’hui à se diversifier, grâce à l’industrialisation des moyens de production, à l’apparition de nouvelles technologies de plus en plus performantes. En ce sens, nous voyons apparaître aujourd’hui de nouveaux outils d’analyse et de conception optique, plus adaptés au monde de l’industrie et qui répondent au besoin de la maîtrise de la lumière d’une façon générale.
Les technologies optiques ont pu évoluer grâce à la performance croissante des techniques de simulation, qui ne cessent de faire progresser les modèles et de les rendre accessibles à un plus grand nombre d’utilisateurs.
Il est probable que le XXI e siècle verra naître un nombre important d’applications optiques grâce à une meilleure maîtrise des propriétés physiques de la lumière. Les logiciels de simulation optique jouent un rôle précurseur en la matière. Aujourd’hui, il est en effet possible de simuler un nombre grandissant d’applications optiques.
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3. Logiciels de calcul optique
Les logiciels de calculs optiques sont dédiés à l’évaluation des performances optiques selon la nature même de la lumière qui les traverse, et l’optimisation des systèmes analysés.
3.1 Données initiales
Une bibliothèque de systèmes optiques est une base de données qui recense une quantité importante de systèmes spécialement conçus pour certaines applications. Traditionnellement, ces bibliothèques contiennent des systèmes optiques d’imagerie. Elles sont souvent constituées de systèmes optiques tombés dans le domaine public, parfois réoptimisés avec de nouveaux verres.
Elles incluent des doublets, triplets, double-gauss, des systèmes optiques de grande ouverture, de grand champ, des oculaires, des systèmes optiques plus complexes ainsi que des systèmes catadioptriques qui associent lentilles et miroirs.
L’intérêt de la bibliothèque est de partir d’un système optique éprouvé, parfois proche de celui recherché. Dans ce cas, le passage direct à une optimisation pourra suffire.
HAUT DE PAGE3.1.2 Système du premier ordre
Dans certains cas, il n’est pas souhaitable ou utile de partir d’une solution optique complexe. Il est alors important de commencer l’étude par un dimensionnement des paramètres principaux du système recherché.
La distance focale associée à la donnée de l’objet fournit la dimension de l’image. L’orientation de l’image permet de s’orienter vers une solution à focale positive ou négative.
L’ouverture du système doit être dimensionnée selon la quantité de flux lumineux qui traverse le système, nécessaire pour insoler le capteur.
Également, la position des pupilles d’entrée et de sortie est dictée par les distances objet /image et associée au champ et à l’ouverture.
Enfin, l’encombrement mécanique du système est une contrainte à considérer...
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