ऑप्टिकल इंजीनियरिंग क्या है? (और यदि आप नहीं जानते हैं तो आप एचडब्ल्यू गलत क्यों कर रहे हैं)

यदि आप हार्डवेयर इंजीनियरिंग कर रहे हैं जिसमें कोई भी है की: एक कैमरा, एक एलईडी, एक डिस्प्ले, एक आईआर सेंसर, एक लेंस, एक लेजर, एक रिफ्लेक्टर, या एक ऑप्टिकल फाइबर, अंदाज़ा लगाओ?! आप एक ऑप्टिकल सिस्टम के साथ काम कर रहे हैं। इसके अलावा, इंजीनियरिंग की एक पूरी शाखा है जो प्रकाशिकी में विशेषज्ञता रखती है। और, यदि आप अपने विकास में किसी ऑप्टिकल इंजीनियर को शामिल नहीं कर रहे हैं, तो बहुत संभव है कि आप इसे गलत कर रहे हैं। और समय लेने वाली-ly. और महंगा. और संभवतः खतरनाक ढंग से.

बहुत सारी बड़ी, महँगी, रोकी जा सकने वाली गलतियाँ

स्टार्टअप्स (और कभी-कभी बड़े निगमों) में काम करने वाले आपमें से अधिकांश लोग गलत कर रहे हैं। मैं जानता हूं क्योंकि मैं एक ऑप्टिकल इंजीनियर (ओई) हूं जो इंजीनियरिंग कंसल्टेंसी चलाता हूं (SpareStarter.com). पिछले साल, मैंने लगभग 100% समय अमेरिका और विदेश में उन हार्डवेयर इंजीनियरों से मिलने के लिए यात्रा की, जिन्हें ऑप्टिकल इंजीनियरिंग में मदद की ज़रूरत थी। पिछले वर्ष मैंने जो भी काम किया उसमें से 85% मुफ़्त में किया गया। क्यों? क्योंकि उनमें से कई हार्डवेयर कंपनियों को 1) यह सीखने की ज़रूरत थी कि ऑप्टिकल इंजीनियरिंग क्या है और 2) यह उनकी विशिष्ट स्थितियों को कैसे लाभ पहुँचा सकती है.

इसके अलावा, जिन इंजीनियरों से मैंने बात की उनमें से अधिकांश ने सोचा कि एक ऑप्टिकल इंजीनियर ही वह व्यक्ति था जिसने उनके चश्मे को डिजाइन किया था। ब्रेकिंग न्यूज़: यानी नहीं हम क्या करते हैं.

3 में से 3 ऑप्टिकल पेशेवर सहमत हैं

मैं नहीं चाहता था कि तुम इस सब पर मेरी बात मान लो। इसीलिए मैंने दो सबसे बड़े ऑप्टिकल सिमुलेशन सॉफ्टवेयर प्रदाताओं के इंजीनियरों से इसमें शामिल होने के लिए कहा। पैट्रिक ले हाउइलियर (और जेक जैकबसेन) के योगदान के लिए विशेष धन्यवाद। पीएचडी वीडियो में बता रहे हैं) का Synopsys और बॉब हाउसहोल्डर का ज़ेमैक्स!

वीडियो: कार्रवाई में ऑप्टिकल सिमुलेशन सॉफ्टवेयर

नीचे वह वीडियो है जिसमें अंदर की झलक शामिल है कि सिनोप्सिस और ज़ेमैक्स का सॉफ़्टवेयर कैसे काम करता है (लाइटटूल्स at 7:20 और ज़ेमैक्स ऑप्टिकस्टूडियो at 11:40, क्रमशः)।

ऑप्टिकल इंजीनियरिंग के भीतर विशेषताएँ

ऑप्टिकल इंजीनियरिंग में ढेर सारे अलग-अलग ट्रैक हैं। अधिकांश ऑप्टिकल इंजीनियरों (ओई) के पास केवल एक जोड़े का ही अनुभव होगा। मेरे पास असामान्य रूप से बड़ी संख्या में विशिष्टताओं का अनुभव है, लेकिन निश्चित रूप से सभी का नहीं। यही कारण है कि मैं परियोजना के आधार पर विशेषज्ञों के विभिन्न मिश्रणों के साथ सहयोग करता हूं।

आप ओई को यह कहते हुए सुनेंगे, "अंत में, प्रकाश तो प्रकाश ही है।" मतलब: चाहे कोई भी अनुप्रयोग हो, प्रकाश भौतिकी के समान नियमों का पालन करता है. यह सच है, लेकिन अलग-अलग विशेषताएँ और यहां तक ​​कि एक विशेषता के भीतर विभिन्न अनुप्रयोग भी पूरी तरह से हो सकता है इंजीनियरिंग आवश्यकताओं और उपकरणों के संदर्भ में अलग-अलग बॉलगेम.

ऑप्टिकल इंजीनियरिंग विशिष्टताओं को विभाजित करने के लिए सबसे आम दो बॉक्स हैं इमेजिंग और गैर इमेजिंग.

इमेजिंग ऑप्टिक्स

इमेजिंग प्रकाशिकी उन सभी ऑप्टिकल उपकरणों को शामिल करें जहां आप एक छवि बना रहे हैं। छवि एक तस्वीर, एक वीडियो या वास्तविक जीवन का कोई अन्य प्रतिनिधित्व हो सकती है जो आपकी आंखों पर पड़ती है। उदाहरण ऐसी चीजें हैं:

• कैमरे (मशीन विज़न सिस्टम सहित)
• माइक्रोस्कोप
• टेलीस्कोप और दूरबीन
• प्रोजेक्टर
• वीआर गॉगल्स

आपके प्रोक्टोलॉजिस्ट का यह दायरा आपके अंदरुनी हिस्से को जाम कर देता है? हाँ, आप इसके लिए किसी ऑप्टिकल इंजीनियर को भी धन्यवाद दे सकते हैं।

गैर-इमेजिंग प्रकाशिकी

शब्द "नॉन-इमेजिंग ऑप्टिक्स" में अन्य सभी प्रकार की ऑप्टिकल चीजें शामिल हैं जो इमेजिंग नहीं हैं। इसमें बहुत सारी विशिष्टताएँ शामिल हैं, जैसे:

• रोशनी (उर्फ प्रकाश)
• लेजर
• LIDAR का
• फाइबर ऑप्टिक्स
• ऑप्टिकल सेंसर (उदाहरण के लिए आईआर सेंसर, हल्के पर्दे, दृश्यमान प्रकाश सेंसर)
• स्पेक्ट्रोस्कोपी
• एलईडी का उपयोग करने के अलावा और भी बहुत कुछ...

ऑप्टिकल इंजीनियरिंग के उपकरण

जैसा कि मैंने बताया, OE द्वारा उपयोग किए जाने वाले उपकरण अनुप्रयोग के आधार पर व्यापक रूप से भिन्न हो सकते हैं। इनमें वह शामिल है जो इंजीनियर आभासी वातावरण में डिजाइन, अनुकरण या "डीबग" करने और वास्तविक जीवन में परीक्षण करने के लिए उपयोग करते हैं।

ऑप्टिकल सिमुलेशन सॉफ्टवेयर

बहुत पहले नहीं, बहुत सारे ऑप्टिकल इंजीनियरिंग डिज़ाइन और विश्लेषण हाथ से किए जाते थे। अब, हमारे पास सुपर फास्ट कंप्यूटर और अद्भुत सिमुलेशन प्रोग्राम हैं। वे यह हमें दिखा सकता है कि किसी उपकरण को काटने से पहले कोई डिज़ाइन कैसा प्रदर्शन करेगा. मानव-आकार के भौतिक प्रिंटों पर 50 गणितीय गणनाओं और पेंसिल रेखाचित्रों के साथ किया गया कार्य अब प्रतिस्थापित हो गया है लाखों गणनाएँ एक पीसी पर और यथार्थवादी प्रस्तुतिकरण।

रे ट्रेसेस क्या हैं?

अधिकांश सिमुलेशन कार्य (लेकिन सभी नहीं) किरण निशानों के साथ किया जाता है। एक विशिष्ट सिमुलेशन में, आपके पास अपने ऑप्टिकल सिस्टम के सभी घटकों का एक वीडियो-गेम संस्करण होगा। तो, मान लीजिए, आपके पास एक एलईडी, एक लेंस, कुछ हाउसिंग ज्योमेट्री और कुछ प्रकार का डिटेक्टर हो सकता है।

सिमुलेशन में, आप इनमें से प्रत्येक का एक आभासी संस्करण मॉडल करेंगे। अपने एलईडी के लिए, हो सकता है कि आप समान रंगों और प्रकाश वितरण और डायोड के प्रकाश की कुल मात्रा का एक स्रोत मॉडल बनाएं। मान लीजिए कि आप जो लेंस बनाना चाहते हैं वह बहुत सरल है और आप उस टुकड़े को सीधे सिमुलेशन सॉफ़्टवेयर में बनाते हैं। हो सकता है कि आवास सॉलिडवर्क्स में बनाए गए कुछ सीएडी मैकेनिकल इंजीनियर का हो। तो, आप ME से एक .STP फ़ाइल (या जो भी प्रारूप आप उपयोग कर सकते हैं) प्राप्त करें और इसे सिमुलेशन में आयात करें। इसके बाद, आप उस क्षेत्र में एक डिटेक्टर स्थापित करें जहां आप चाहते हैं कि प्रकाश जाए ताकि आप देख सकें कि आप सफल हुए या नहीं।

फिर सबसे कठिन हिस्सा आता है: सभी भौतिक भागों के लिए सामग्री और बनावट विशेषताओं को सेट करना। इन मॉडल वास्तविक जीवन की तुलना अनुकरण से करने वाले आपके पिछले अनुभव पर आधारित होने चाहिए. (यहां छोटे-छोटे बदलाव आपका परिणाम पूरी तरह से बदल सकते हैं!)

अंत में, आप बता सकते हैं कि आपने नकली एलईडी को उसके मॉडल के आधार पर 1 मिलियन प्रकाश किरणों में बदलने के लिए बनाया था, और आपने "GO" दबा दिया।

जब सिमुलेशन शुरू होता है, तो उन लाखों किरणों में से प्रत्येक एक गणना बन जाती है, जो हर बार सतह से टकराने पर अधिक किरणों और गणनाओं में विभाजित हो जाती है। पूरा होने पर, आप आश्चर्यजनक सटीकता के साथ देख सकते हैं (यदि आपने अपना मॉडल अच्छी तरह से बनाया है) कि सभी प्रकाश किरणें कहाँ समाप्त होंगी।

यह स्वचालित नहीं है, यह अभी भी एक कला है

यह स्पष्टीकरण इसे आसान बना सकता है. मुझे बस इतना कहने दो, यह है एक बटन दबाने से कहीं अधिक कठिन. प्रत्येक सिमुलेशन सॉफ़्टवेयर में सैकड़ों अन्य अंतरों के साथ, उन किरणों को फैलाने का अपना तरीका होता है। इसे सही ढंग से करने के लिए अभी भी ऑप्टिकल ज्ञान, प्रशिक्षण और सबसे महत्वपूर्ण, वास्तविक दुनिया के अनुभव की आवश्यकता होती है। फिर भी, यह वास्तव में मुश्किल है।

ऑप्टिकल सॉफ्टवेयर प्रदाता

कभी-कभी HW प्रबंधक OE से पूछेंगे, "सबसे अच्छा' ऑप्टिकल सॉफ़्टवेयर कौन सा है?" यह एक प्रोग्रामर से पूछने जैसा है, "सबसे अच्छी कोडिंग भाषा कौन सी है?" उत्तर पूरी तरह से आवेदन पर निर्भर करेगा और, किसी भी मामले में, व्यक्तिगत पूर्वाग्रह से भरा हुआ है।

मैं उनमें से कई में अनुभवी हूं। कुछ से मुझे प्यार है. कुछ लोग देखते ही मेरी आँख फड़कने वाली चीज़ को तुरंत वापस ला देते हैं। यहां मैं कुछ अधिक सामान्य नामों और उनसे जुड़े अनुप्रयोगों को सूचीबद्ध करके अपने पूर्वाग्रहों पर नियंत्रण रखने की कोशिश करूंगा।

नोट: ये प्रत्येक सॉफ़्टवेयर के विशिष्ट उपयोग नहीं हैं. थोड़े से खून-पसीने के साथ, कई को विभिन्न प्रकार के प्रकाशिकी के लिए उपयोग करने के लिए हैक किया जा सकता है-मैं इसकी अनुशंसा नहीं करूंगा। लेकिन कभी-कभी यह किया जा सकता है-मैं सूचीबद्ध कर रहा हूं कि मैंने उन्हें आमतौर पर कैसे उपयोग किया है। इसके अलावा, वे किसी विशेष क्रम में नहीं हैं।

• ज़ेमैक्स: ऑप्टिकस्टूडियो, लेंसमैकेनिक्स* (दोनों का उपयोग आमतौर पर इमेजिंग अनुप्रयोगों और अन्य प्रकाशिकी डिजाइनों के लिए किया जाता है जो प्रकाश सौंदर्यशास्त्र पर निर्भर नहीं हैं)
• Synopsys: लाइटटूल्स* (रोशनी और अन्य गैर-इमेजिंग), कोड वी (आमतौर पर इमेजिंग और गैर-रोशनी के लिए उपयोग किया जाता है), स्पष्ट आकार (हास्यास्पद रूप से व्यापक डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए तैयार किया गया ऑटोमोटिव प्रकाश व्यवस्था - मैं एक ऑटोमोटिव लाइटिंग इंजीनियर था, वैसे)
• ब्रेकॉल्ट अनुसंधान संगठन: (उच्चारण "भाई",): यथाशीघ्र (आमतौर पर स्क्रिप्टिंग वातावरण के माध्यम से उपयोग किया जाता है), सर्वोच्च* (मैंने लगभग हर एप्लिकेशन के लिए ब्रेउल्ट के सॉफ़्टवेयर का उपयोग देखा है, खासकर यदि कोई कंपनी विशिष्ट डिज़ाइन क्षमताओं से अधिक एसडब्ल्यू से शुद्ध सिमुलेशन चाहती है।)
• लैम्ब्डा रिसर्च कॉर्पोरेशन: ट्रेसप्रो (आमतौर पर रोशनी और गैर-इमेजिंग के लिए उपयोग किया जाता है), ओस्लो (इमेजिंग ऑप्टिक्स या एक हिस्से के रूप में इमेजिंग वाले बड़े ऑप्टिकल सिस्टम के लिए अधिक सामान्य)
• एलटीआई ऑप्टिक्स: फोटोपिया* (सबसे अधिक उपयोग किया जाता है ल्यूमिनेयर डिज़ाइन यानी परिवेश प्रकाश व्यवस्था के लिए लैंप। अन्य गैर-इमेजिंग अनुप्रयोगों में भी उपयोग किया जाता है।)
• उत्तर: एसपीईओएस (रोशनी के लिए सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।)
• ...और भी बहुत कुछ

* सॉलिडवर्क्स के लिए कनेक्ट करने या ऐड-इन करने के विकल्प उपलब्ध हैं

ऑप्टिकल लैब उपकरण

ऑप्टिकल इंजीनियर केवल आभासी वास्तविकता की दुनिया में ही काम नहीं करते हैं; हम भौतिक वस्तुओं से भी खेलते हैं! प्रोटोटाइपिंग और पहले उत्पादन को सत्यापित करने जैसी चीज़ों के लिए, वास्तविक दुनिया में बहुत सारा काम चल रहा है।

उपकरण का आकार एक से लेकर एक तक हो सकता है हाथ से पकड़ने वाला (प्रकाश) बिजली मीटर एक करने के लिए एक कमरे के आकार की बहु-अक्ष रोबोटिक मापने की मशीन (गोनियोफोटोमीटर)। भी, ऑप्टिकल लैब बेंच जहां आप उच्च परिशुद्धता के साथ घटकों को संरेखित कर सकते हैं वह आम बात है।

अन्य समय में, आपको इसकी आवश्यकता होगी रिवर्स इंजीनियर एक सभा या गुम विशिष्टताओं का पता लगाएं एक ऑफ-द-शेल्फ घटक से जिसका आप उपयोग करने का प्रयास कर रहे हैं। इस डेटा को प्राप्त करने के लिए विशेष मशीनों या यहां तक ​​कि एक कस्टम, डक्ट-टेपी हैक-टुगेदर माप पद्धति की आवश्यकता हो सकती है।

विकसित किए जा रहे प्रत्येक प्रकार के ऑप्टिकल एप्लिकेशन के लिए, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले उपकरणों का एक अलग संयोजन होता है। निस्संदेह, यह प्रकाशिकी विशिष्टताओं के बीच ज्ञान के विभाजन को जोड़ता है।

एक मैकेनिकल इंजीनियरिंग सादृश्य

मैं अक्सर ऐसे लोगों के बारे में सुनता हूं जो ऑप्टिकल विश्लेषण किए बिना एक बार काम करने वाले ऑप्टिकल प्रोटोटाइप का बड़े पैमाने पर उत्पादन करने की कोशिश कर रहे हैं। अक्सर, उनके पास उनके द्वारा उपयोग किए गए प्रत्येक घटक की सभी विशिष्टताएँ भी नहीं होती हैं। इस पर अपनी भावनाओं को संप्रेषित करने के लिए, मैं चाहूंगा कि आप एक यांत्रिक विजेट डिज़ाइन का चित्र बनाएं।

इस विजेट में कई गतिशील भाग हैं। प्रत्येक भाग को कई पुनरावृत्तियों में हाथ से रेत दिया गया और छोटा कर दिया गया जब तक कि वे सभी एक साथ फिट नहीं हो गए। यह विजेट डिजाइनर को मिली कुछ बेतरतीब छोड़ी गई सामग्री से बना है। अब डिज़ाइनर आपके पास आता है और आपको बताता है कि वह इनमें से 1,000,000 विजेट बनाना चाहता है।

आप बताओ: “ठीक है, शुरू करने के लिए, किसी कारखाने को सौंपने के लिए CAD मॉडल कहाँ है? प्रत्येक भाग पर सहनशीलता क्या है? आपने कौन सी सामग्री का उपयोग किया?”

विजेट डिजाइनर कहते हैं: “मैंने कोई CAD मॉडल नहीं बनाया या इस पर कोई सहनशीलता विश्लेषण नहीं किया। मैं बस इस चीज़ का 1,000,000 बनाना चाहता हूँ। यहाँ, बस इसे ले लो।

आप बताओ: “यार, तुम्हें वास्तव में एक सीएडी मॉडल और/या प्रत्येक भाग के चित्र की आवश्यकता है और फिर प्रत्येक आयाम की स्वीकार्य सीमा का पता लगाएं। अन्यथा, फ़ैक्टरियाँ ऐसी चीज़ें बनाती रहेंगी जो काम नहीं करतीं।

विजेट डिजाइनर: “लेकिन, यह काम करता है। इसलिए, मुझे इसमें से कुछ भी करने की ज़रूरत नहीं है। यह ठीक है।"

अप मुझे): "डब्ल्यूटीएफ?"

मैकेनिकल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में इसका कोई मतलब नहीं है, और ऑप्टिकल सिस्टम के साथ इसका कोई मतलब नहीं है। ऑप्टिकल सिस्टम के साथ, आप प्रकाश किरणों को स्वयं नहीं देख सकते हैं, इसलिए सिस्टम अक्सर उसी तरह काम करता है बिना विश्लेषण के पूरी तरह समझना असंभव है. साथ ही, यदि आप अपने सिस्टम में थ्रेसहोल्ड, आयाम, शक्ति, तरंग दैर्ध्य, ज्यामिति इत्यादि नहीं जानते हैं, तुम्हें पता नहीं है कि तुमने क्या बनाया है.

पूछने के लिए एक अच्छा चेक-इन प्रश्न है: "अगर मेरे विक्रेता कल गायब हो जाते हैं, तो क्या मुझे अपने ऑप्टिकल सिस्टम के बारे में इतना पता है कि अन्य विक्रेता इसे बना सकें?" अक्सर, जब किसी हार्डवेयर स्टार्टअप से पूछा जाता है, तो उत्तर होता है, "आह...नहीं।"

विश्लेषण से आप गलतियों से बच सकते हैं

अनावश्यक पुनरावृत्तियाँ

किसी ऑप्टिकल इंजीनियर को शुरुआत में लाने का एक बड़ा लाभ अक्सर प्रोटोटाइप पुनरावृत्तियों की संख्या में नाटकीय कमी होती है। हल्के पाइप जैसी चीज़ों के लिए, यह विशेष रूप से सच हो सकता है। वे ऑप्टिक्स हैं जो सर्किट बोर्ड से आपके हार्डवेयर के किसी अन्य हिस्से में प्रकाश लाते हैं। प्रकाश रिसाव को न्यूनतम रखने और अच्छी दिखने वाली, समान रोशनी प्राप्त करने के लिए, सिमुलेशन के बिना एक बार में यह लगभग असंभव है।

ऑप्टिकल विश्लेषण के बिना प्रकाश पाइपों को इतनी बार डिजाइन करने का प्रयास करने का कारण पैट्रिक ले होउइलियर द्वारा मेरे साथ साझा की गई बात हो सकती है। वह एक ग़लतफ़हमी है जिसे उसे नियमित रूप से सुधारने की ज़रूरत है लोग सोचते हैं कि प्रकाश पाइप में प्रकाश पारंपरिक पाइपलाइन से पानी की तरह बहता है, तो आप बस ए को बी से कनेक्ट करें। क्योंकि, आप जानते हैं, एक पाइप एक पाइप है, मुझे लगता है? (पीएस एक लाइट पाइप प्लंबिंग में उपयोग किए जाने वाले पाइप की तरह कुछ भी काम नहीं करता है। जब ले होउइलियर ने मुझे यह बताया तो मैं अपनी ही हंसी से लगभग मर ही गया था।)

लाइट पाइपिंग शब्द के उपयोग ने ऑप्टिकल इंजीनियरिंग में प्रशिक्षित नहीं कई इंजीनियरों और डिजाइनरों को इस शब्द को शाब्दिक रूप से लेने और प्रकाश को पाइप में पानी के रूप में मानने के लिए प्रेरित किया है... लाइटगाइड में प्रकाश पाइप में पानी की तरह व्यवहार नहीं करता है।

- पैट्रिक ले होउइलियर सिनोप्सिस में ऑप्टिक्स प्रो के रूप में अपने शिक्षण अनुभव को साझा कर रहे हैं।

सहनशीलता और अनुकूलन

जब आपके पास कोई ऑप्टिकल इंजीनियर न हो तो ऑप्टिकल सिस्टम के साथ सहनशीलता और अनुकूलन कठिन होता है।

यांत्रिक और इलेक्ट्रॉनिक सहनशीलता के समान, ऑप्टिकल सिस्टम में सहनशीलता आपको सब कुछ दिखाती है आपके सिस्टम को अंदर रखने के लिए आपको जिन +/- बाधाओं की आवश्यकता है यदि आप चाहते हैं कि यह सब काम करे। इसलिए प्रत्येक कोण, x, y, z-स्थिति, वर्तमान, सिस्टम तापमान इत्यादि के साथ ब्रेकिंग पॉइंट खोजने के लिए, इन सभी चर को कंप्यूटर बनाम प्रयोगशाला में बदलना अधिक समझ में आता है। फिर, यदि आप सहनशीलता का पता लगाने में सक्षम हैं, तो आप एक डिज़ाइन बना सकते हैं ए।) इसमें अधिक घूमने की जगह है, और ख।) उस विगल रूम के मध्य में स्पेक्स सेट किए गए हैं।

यदि कोई कंपनी ऑप्टिकल सिमुलेशन का उपयोग नहीं कर रही है, तो वे इन चरणों को छोड़ सकते हैं पूरी तरह से. और यह आपदा का नुस्खा है! परिणामस्वरूप, कंपनियां अक्सर ऑप्टिकल सिस्टम का निर्माण करती हैं चाकू की धार पर टूट रहा है और बहुत देर हो जाने तक इसका पता नहीं चलता।

मैंने ज़ेमैक्स के बॉब हाउसहोल्डर से पूछा कि क्या उन्होंने ऐसी परियोजनाएँ भी देखी हैं जहाँ शुरुआत में कोई OE नहीं था और बाद में ऑप्टिक्स विश्लेषण लाने की आवश्यकता थी। यहाँ उन्होंने क्या कहा:

मैं इमेजिंग या लेजर कार्य के लिए कुछ परियोजनाएं लाया हूं जहां एक डिजाइन था, या कम से कम एक मैकेनिकल इंजीनियर या भौतिक विज्ञानी द्वारा किया गया लेआउट था... यदि परियोजना की शुरुआत में कोई ओई था, तो समयरेखा, उत्पाद लागत और प्रदर्शन निश्चित रूप से बेहतर होता.

- बॉब हाउसहोल्डर, ज़ेमैक्स

जब विनिर्माण &*#$ पर जाता है: मूल कारण विश्लेषण

यहां तक ​​कि एक मजबूत डिजाइन वाला ऑप्टिकल सिस्टम भी तुम्हें नहीं बचाएगा शाही कस दो आपके विक्रेताओं पर. हालाँकि, यदि आपने पहले ही अपने सिस्टम का ऑप्टिकल सिमुलेशन बना लिया है, तो यह है विफलता के सबसे संभावित कारणों का पता लगाना लाख गुना आसान है. ऐसे कुछ तरीके हैं जिनसे आप अपनी सहायता के लिए सिमुलेशन का उपयोग कर सकते हैं।

बैकवर्ड रे ट्रेसिंग

क्योंकि भौतिकी और प्रकाश अद्भुत है, प्रकाश किरणें उसी पथ से आगे बढ़ती हैं जिस पथ से वे पीछे जाती हैं। इसका मतलब है, यदि आपके पास प्रकाश कहीं जा रहा है जो आप नहीं चाहते हैं (जैसे पैदल यात्री को अंधा करना), तो आप यह पता लगा सकते हैं कि आपके उत्पाद में वह प्रकाश कहां से आता है। उस स्थिति में, आपके सिमुलेशन में आप वहां से शुरू करेंगे जहां कहा गया पैदल यात्री खड़ा होगा और किरणों का अनुसरण करते हुए आपके डिवाइस पर वापस आएगा। वे स्थान जहां वे किरणें आपके विजेट पर पड़ती हैं, संभावित रूप से चकाचौंध पैदा करने वाले दोषी क्षेत्र हैं।

कसकर नियंत्रित चर

ऑप्टिकल सिमुलेशन के बारे में सबसे शानदार चीजों में से एक है आप ठीक-ठीक जानते हैं कि आप कौन से वेरिएबल बदल रहे हैं. दूसरी ओर, यदि आप इसके साथ खेलकर समस्या-समाधान करते हैं भौतिक सेट-अप, आप अक्सर यह भी नहीं पता कि सभी चर क्या हैं. उन चरों को अलग करना भी कठिन है। मेरा मतलब यह है कि एक समय में केवल एक ही चीज़ को बदलना कठिन है। उदाहरण के लिए, आप बिजली बढ़ा सकते हैं लेकिन इससे बदले में आपका तापमान बढ़ जाता है।

इसलिए, यदि आपका उत्पाद आपको ऐसा परिणाम दे रहा है जो आपको पसंद नहीं है, आप जानबूझकर अपने सिमुलेशन में एक समय में एक चीज़ को खराब कर सकते हैं. जब आप किसी चर के साथ खिलवाड़ करते हैं, जैसे: दूरी, एलईडी में जाने वाली शक्ति, सामग्री, सतह की फिनिश इत्यादि, और यह आपको आपकी वास्तविक जीवन की समस्या के करीब एक घटिया अंतिम परिणाम देता है, तो आप जानते हैं कि आपके पास एक संभावना है संदिग्ध व्यक्ति।

एक ऑप्टिकल इंजीनियर के रूप में यह एक महत्वपूर्ण योग्यता है! अधिकांश समय जब सिस्टम विफलता होती है, ऑप्टिकल डिज़ाइन को दोषी ठहराया गया है लेकिन इसका SNAFU से कोई लेना-देना नहीं है. एक बार, मुझे "ऑप्टिक्स समस्या" का निदान करने के लिए कहा गया था, केवल मूल कारण का पता लगाने के लिए ड्राइवर के अद्यतन संस्करण के लिए नया पार्ट नंबर बनाने में विफलता. तो, पुराने ड्राइवर का उपयोग गलती से किया जा रहा था। यदि यह स्पष्ट नहीं है: इसका प्रकाशिकी से कोई लेना-देना नहीं है।

इसे बॉब से ले लो

इस पर बॉब हाउसहोल्डर (ज़ेमैक्स से) के 2 सेंट हैं:

ऑप्टिकल सिमुलेशन सॉफ्टवेयर मूल कारण विश्लेषण के लिए बहुत उपयोगी है क्योंकि इसमें कई अंतर्निहित विश्लेषण उपकरण हैं और फिर विश्लेषण को अनुकूलित करने के लिए एक मजबूत स्क्रिप्टिंग भाषा है।

-आपका मित्र और ऑप्टिक्स प्रो, बॉब हाउसहोल्डर, ज़ेमैक्स से

अधिक लोग क्यों नहीं जानते कि ऑप्टिकल इंजीनियरिंग क्या है?

आप सोच रहे होंगे, “यदि यह इतना महत्वपूर्ण है, तो क्यों करें बहुत कम हार्डवेयर विशेषज्ञ जानते हैं कि ऑप्टिकल इंजीनियरिंग क्या है"?

यह बहुत बढ़िया सवाल है! इसके कई कारण हैं. मुझे लगता है कि ये वे हैं जो सबसे अधिक योगदान देते हैं।

ऑप्टिकल इंजीनियर = यूनिकॉर्न

मैं अक्सर बड़े निगमों के इंजीनियरिंग नेताओं को भी शिकायत करते हुए सुनता हूं ऑप्टिकल इंजीनियरों को ढूंढने में अत्यधिक कठिनाई. हममें से बहुत सारे लोग नहीं हैं। इसलिए, भले ही आपने ऐसी कंपनी में काम किया हो जिसमें OE दोनों की आवश्यकता हो और आप जानते हों कि OE क्या होता है, हो सकता है कि आपने कभी किसी कंपनी के साथ काम न किया हो।

OE बहुत दुर्लभ हैं, यहां तक ​​कि कई बार वे नहीं जानते कि वे एक हैं. जब किसी निगम में OE की सख्त आवश्यकता होती है, तो मैंने देखा है कि प्रबंधन एक EE को ऑप्टिकल इंजीनियरिंग सॉफ़्टवेयर का उपयोग करना सीखने के लिए बाध्य करता है। एक से अधिक अवसरों पर, मैं एक ऑप्टिक्स सॉफ़्टवेयर उपयोगकर्ता की मीटिंग में एक "इलेक्ट्रिकल इंजीनियर" से मिला हूँ। यह अक्सर सामने आता है कि ईई ने विशेष रूप से ओई का काम किया है। फिर, मुझे यह बात उन्हें बतानी होगी: "यार, उह... तुम एक ऑप्टिकल इंजीनियर हो।"

उन्हें:

नहीं, मैं नहीं...मैं...पवित्र बकवास, आप सही हैं। मैं...मैं एक ऑप्टिकल इंजीनियर हूं।"

देश भर के इलेक्ट्रिकल इंजीनियर ऑप्टिकल सिस्टम विकसित कर रहे हैं

इसे पैट्रिक से लें

सिनोप्सिस के पैट्रिक ले होउइलियर ने इस अप्रत्याशित अवलोकन के साथ मेरा पूरी तरह से समर्थन किया है:

...हम जानते हैं कि बहुत सारे उद्योग इस तरह का काम करने के लिए मैकेनिकल और/या इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों को नियुक्त करेंगे क्योंकि या तो उन्हें कोई नहीं मिल रहा है, वे सोचते हैं कि वे उनके बिना उत्पादों को डिजाइन कर सकते हैं, या उन्हें यह भी नहीं पता है कि इस प्रकार के इंजीनियर मौजूद हैं।

- सिनोप्सिस से पैट्रिक ले होउइलियर, ऑप्टिक्स विशेषज्ञ जिन्होंने कुछ चीजें देखी हैं

यह एक तरह की नई चीज़ है

ऑप्टिकल विज्ञान को अध्ययन के एक क्षेत्र के रूप में पढ़ाना केवल 1929 में अमेरिका में शुरू हुआ. (वह केवल 90 वर्ष है, यार!) कोडक और बॉश लॉम्ब में नकदी का एक गुच्छा फेंक दिया रोचेस्टर विश्वविद्यालय, और कहा, "हम कुछ ऑप्टिकल इंजीनियरों को खरीदना चाहेंगे"। वे दोनों कंपनियाँ उस समय ऑप्टिक्स के इर्द-गिर्द घूमती हुई उन्नत तकनीक बना रही थीं, और वे एक संपूर्ण बनाने में मदद कर सकते थे प्रकाशिकी संस्थान.

उस समय अधिकांश अन्य कंपनियों को हाई-टेक ऑप्टिक्स सामग्री विकसित करने की आवश्यकता नहीं थी। जैसे-जैसे समय बीतता गया और अधिक तकनीक में प्रकाशिकी शामिल होने लगी, आवश्यकता विकसित हुई, लेकिन लागत अभी भी निषेधात्मक थी। ऑप्टिकल इंजीनियर दुर्लभ थे और हैं। और फिर नए प्रकाशिकी विकास उपकरण विकसित किए गए, लेकिन इसकी लागत उन लंबे समय तक निषेधात्मक थे। इन कारणों से, बहुत सारे ऑप्टिक्स विकास को लंबे समय तक ऑप्टिक्स निर्माताओं को आउटसोर्स किया गया था।

आज ऑप्टिकल इंजीनियरिंग की आवश्यकता सर्वव्यापी है। हालाँकि OE उपकरण अभी भी महंगे हैं, लेकिन वे तुलनात्मक रूप से उतने महंगे नहीं हैं जितने पहले हुआ करते थे। मुख्य कारण जो बचा है वह है: विरोधाभास। किसी कंपनी के इतिहास के आरंभ में ऑप्टिकल इंजीनियरों की आवश्यकता के बारे में जागरूकता की कमी बाद में जागरूकता की कमी को जन्म देती है।

आपको कुछ ऑप्टिकल विज्ञान (या एक ऑप्टिकल इंजीनियर) कैसे प्राप्त करें

1. एक पूर्णकालिक ऑप्टिकल इंजीनियर को नियुक्त करें. आप अगर ए।) एक और के लिए बजट है ख।) वास्तव में एक पाया जा सकता है (हम एक दुर्लभ नस्ल हैं, याद रखें!), यह आपका सर्वोत्तम दांव है. यदि आप किसी ऐसे OE को आकर्षित कर सकते हैं जिसके पास प्रकाशिकी विशिष्टताओं में भी अनुभव है, तो आपको सहायता की आवश्यकता है बधाई हो, आपने अपने लिए एक गेंडा पकड़ लिया है! कई बार, इनमें से एक या दोनों शर्तों को पूरा करना बड़ी नामी कंपनियों के लिए भी मुश्किल साबित होता है। उस स्थिति में, आप विकल्प 2 या 3 आज़मा सकते हैं।
2. एक अंशकालिक या फ्रीलांस ऑप्टिकल इंजीनियर को नियुक्त करें। समर्थक: आपके पास OE है! विपक्ष: इसे ढूंढना अभी भी कठिन हो सकता है, और यदि आप किसी हेडहंटर के माध्यम से जाते हैं, तो आपको निम्न स्तर की सेवा मिल सकती है। यदि आप किसी प्लेसमेंट एजेंसी के माध्यम से जाते हैं, आपको यह जानने के लिए ऑप्टिकल इंजीनियरिंग के बारे में भी पर्याप्त जानकारी होनी चाहिए कि आपके OE से किन कार्यों के लिए अनुरोध किया जाए। अन्यथा, यदि आप सीधे पाते हैं अनुभवी फ्रीलांस इंजीनियर, आप ऐसे व्यक्ति को पकड़ने में सक्षम हो सकते हैं जो आपका हाथ पकड़ सकता है और थोड़ा और आगे बढ़ सकता है। अन्य बड़ी धोखाधड़ी: जब अनुबंध समाप्त हो जाए, तो आप ऐसा कर सकते हैं पहुंच खोना मूल्यवान परियोजना ज्ञान के लिए।
3. एक ऑप्टिकल इंजीनियरिंग सेवा प्रदाता खोजें। पेशेवरों: आपके पास OE है! ...यदि कोई तकनीकी अवरोध सामने आता है तो शायद 1 से अधिक। आपको कई प्रकाशिकी विशिष्टताओं में ज्ञान तक पहुंच भी मिल सकती है। जब अनुबंध ख़त्म हो जाते हैं, तो इसकी संभावना अधिक होती है परियोजना ज्ञान तक पहुंचें यदि आपको भविष्य में इसकी आवश्यकता हो। अन्य पेशेवर: प्रशिक्षण, सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर जैसी चीजें आमतौर पर आपके द्वारा भुगतान की जाने वाली दरों में शामिल होंगी, इसलिए ऐसा है चिंता करने के लिए कम परिधीय उपकरण. इसके अलावा, वे आम तौर पर भरपूर सहायता प्रदान करें, यहां तक ​​कि कई बार शिक्षा, यदि ज़रूरत हो तो। (और यह देखते हुए कि कितने HW विशेषज्ञ सोचते हैं कि OE चश्मा बनाने के लिए है, यह बेनी है कुंजी.) विपक्ष: अभी भी अपने स्वयं के एफटी इंजीनियर के रूप में उतना शानदार नहीं है। इसके अलावा, ऑप्टिकल इंजीनियरिंग फर्मों के बीच दरें और भुगतान संरचनाएं व्यापक रूप से भिन्न होती हैं कुछ के साथ छोटे स्टार्ट अप के लिए काम करना कठिन होता है.

प्रश्न?

ऑप्टिकल इंजीनियरिंग के बारे में अभी भी आपके मन में प्रश्न हैं? यदि वे अति सामान्य हैं, तो नीचे टिप्पणी में पूछें, और मैं जवाब दूंगा। यदि आपको आम आदमी के शब्दों में कुछ तकनीकी प्रकाशिकी शब्दजाल की व्याख्या की आवश्यकता है, तो मुझे मेरी कंपनी की साइट पर एक संदेश भेजें यहाँ. मैं इसे इसमें जोड़ दूंगा आम आदमी की शब्दावली यदि पर्याप्त अनुरोध हैं। यदि आपके पास प्रकाशिकी से संबंधित विशिष्ट इंजीनियरिंग या शिक्षा की आवश्यकता है, तो मुझे एक संदेश भी भेजें मेरी कंपनी की साइट. या तो हम आपको निःशुल्क प्रारंभिक परामर्श दे सकते हैं, या मुझे आपकी आवश्यकताओं के लिए सर्वोत्तम वैकल्पिक संसाधन भेजने में खुशी होगी।

कृपया, कृपया, प्रकाशिकी से जुड़े अपने उत्पाद विकास में ऑप्टिकल विज्ञान का उपयोग करना शुरू करें। यह आपके जीवन को आसान बनाने के लिए मौजूद है! यह विज्ञान है! यह इंजीनियरिंग है! आपको ये चीज़ें पसंद हैं. एक OE से प्यार करो.