Laser welding is a new, highly dynamic area. It can be carried out on a wide range of materials and shapes thanks to the dramatic increase in the performance of commercially available semiconductor fiber pumped lasers and the large development of laser power optics in recent years. In this paper we describe the optical design of an active optical system for a laser welding head in the form of a Cook triplet, which allows up to 4x greater magnification of the circular spot. We show that this solution allows you to continuously change the size of the spot depending on the shape of the welded object. This has a major impact on the quality of laser welding. and Laserové svařování je nová, velmi dynamicky se rozvíjející oblast. Je možné ho provádět na širokém spektru materiálů a tvarů díky dramatickému nárůstu výkonu komerčně dostupných vláknových polovodičově čerpaných laserů a velkému rozvoji výkonové laserové optiky v posledních letech. V této práci popisujeme optický návrh aktivního optického systému s proměnným zvětšením pro laserovou svařovací hlavici ve formě Cookova tripletu, který umožňuje až 4× větší proměnné zvětšení výsledného kruhového spotu. Ukazujeme, že tato řešení umožňují plynule měnit velikost výsledného spotu v závislosti na tvaru svařovaného předmětu. To má zásadní vliv na kvalitu laserového sváru.
The theoretically attainable production of photovoltaic plants depends on the quality of solar sensors. We can determine an efficiency and reliability of photovoltaic plants with them. We have introduced an optical simulation of the original solution of solar sensor in the software Optic Studio 15.5 Zemax and proposed a new diffuser shape of solar sensor following our analysis. We describe a development of first prototypes and their testing in the real conditions. and Na kvalitě senzoru osvitu slunečního záření závisí měření účinnosti konverze sluneční energie na elektrickou, správnost odhadu množství vyrobené elektrické energie, a tedy i návratnosti finančních prostředků vložených do fotovoltaické elektrárny. V článku představujeme optickou simulaci původního řešení difuzoru senzoru osvitu zadanou zákazníkem. Na základě analýzy tohoto řešení jsme navrhli nový tvar difuzoru. Dále v článku popisujeme vývoj prvních prototypů a jejich testování v reálných podmínkách.
We have been asked to design and manufacture a wide-field and fast photographic camera for many times in the past. The manufacture of these devices mostly was not realized because the customers finally bought a commercial Newtonian telescope and fitted it by a field corrector. The manufacture of a fast first class camera requires great accuracy and takes a lot of time. That is the main reason why the prices of these devices are very high. The good results can be obtained with the cameras based on the aspherical plates of commercial Schmidt-Cassegrain telescopes. In this paper we publish several designs of optical systems composed of a corrector plate of commercial eight inch Schmidt-Cassegrain telescope and a new mirror part. and V minulosti jsme byli mnohokrát žádáni o návrh a výrobu světelné širokoúhlé fotografické komory. Výroba těchto přístrojů nebyla realizována, protože zákazníci si nakonec koupili komerční Newtonův dalekohled a vybavili jej korektorem pole. Výroba kvalitní světelné komory vyžaduje vysokou přesnost optické a mechanické práce a zabere mnoho času. To je hlavní důvod, proč jsou ceny těchto přístrojů vysoké. Dobré výsledky mohou být získány s komorami založenými na asférických deskách komerčních Schmidtových-Cassegrainových dalekohledů. V této práci publikujeme několik návrhů optických přístrojů s korekční deskou komerčního osmipalcového dalekohledu typu Schmidt-Cassegrain a nově dopočítané zrcadlové části.
This paper informs a reader about a construction of the all-spherical Cassegrain telescope with a lens corrector of Volosov. The front dublet of Volosov radically corrects optical aberrations of the system and makes possible to obtain high quality images across wide field of view to 2˚ in broad spectral region. In the past one optical set of such system was manufactured in the Development Optical Workshop AS CR, now the IPP AV CR, v.v.i. - Toptec Center in Turnov. Its diameter is 280 mm and focal length 2450 mm. and Článek informuje čtenáře o konstrukci dvojzrcadlového dalekohledu se sférickými zrcadly a s dvojčočkovým korektorem Volosova. Tento vstupní člen radikálně opravuje optické vady soustavy a umožňuje kvalitní zobrazení v zorném poli o průměru 2° v celém viditelném oboru spektra. V minulosti byla vyrobena jedna soustava tohoto přístroje ve Vývojové optické dílně AV ČR, dnes ÚFP AV ČR, v.v.i. - Centrum TOPTEC v Turnově. Jeho průměr je 280 mm a ohnisková vzdálenost 2450 mm.
This article briefly surveys selected methods for measuring of optical surface shapes, especially aspherical surfaces, their advantages and parameters of devices applicable for this kind of measurement. Aspheres, in view of their great application potential, are currently in the focus of many scientific institutions and companies involved in optical manufacturing. The measurement possibilities of these devices are presented only roughly, their measuring range depends on the details of the specific application. and Článek je stručným přehledem vybraných metod měření tvaru optických ploch, především asférických, které vzhledem k jejich aplikačnímu potenciálu jsou v současné době v centru pozornosti mnoha vědeckých pracovišť a firem zabývajících se optickou výrobou. Článek poslouží všem zájemcům o parametrech speciálních přístrojů a jejich použití pro tento druh měření. Informace o měřicích rozsazích přístrojů je pouze orientační a závisí na konkrétní aplikaci.
Our customer uses a classical commercial objective with a 200mm focal length for a detection of shape of Taylor’s cone. This system displays a scene with the 23mm horizontal size and cannot show a scene with required details. The commercial solution is not available for the long (550 mm) working distances. We proposed two optical solutions of conversion lens and the one solution of a main objective. These optical solutions should fulfill the required optical parameters. and Pro vyhodnocení detailů (tvar Taylorova kuželu) se využívá komerční objektiv o ohniskové vzdálenosti 200 mm. Tento systém je schopen zobrazit scénu v horizontální rovině o velikosti 23 mm, ale nemá dostatečnou rozlišovací schopnost. Komerční předsádky pro pracovní vzdálenost 550 mm se běžně nevyrábějí, a proto předkládáme návrh možných řešení předsádky komerčního objektivu, který bude splňovat požadované parametry. V článku věnujeme pozornost tříčočkovému a čtyřčočkovému řešení předsádky komerčního objektivu. Na závěr jsme navrhli i kompletní hlavní objektiv splňující parametry požadované zákazníkem.
In the second half of the 20th century, new solutions for the catadioptrical telescopes with spherical surfaces, which could be produced in large series, were sought. One of them was designed by P. P. Argunov. He corrected optical defects of the double-mirrorr system with spherical surfaces using a twin-lens corrector located in front of its secondary mirrorr. Other variants of correctors for double mirrorr devices with spherical mirrorrs were also calculated by G. M. Popov and J. A. Klevcov. Many of them are now commercially manufactured and applied in astronomy. Several instruments, including the Argunov telescope with a diameter of 405 mm and a focal length of 4050 mm, were manufactured by IPP CAS (TOPTEC) in Turnov. This work informs the reader about the basic types of these systems and their optical properties. and Ve druhé polovině 20. století byla hledána nová řešení katadioptrických dalekohledů se sférickými plochami, které by bylo možné vyrábět ve velkých sériích. Jeden z nich navrhl P. P. Argunov. Optické vady dvojzrcadlového systému se sférickými plochami opravil pomocí dvojčočkového korektoru, umístěného před jeho sekundárním zrcadlem. Další varianty korektorů pro dvojzrcadlové přístroje se sférickými zrcadly byly spočteny i G. M. Popovem a J. A. Klevcovem. Řada z nich je dnes komerčně vyráběna a používána v astronomii. Několik přístrojů, včetně Argunovova dalekohledu o průměru 405 mm a ohniskové vzdálenosti 4050 mm, bylo vyrobeno v ÚFP AV ČR, v.v.i., - TOPTEC, Turnov (původně Vývojová optická dílna AV ČR, Turnov). Tato práce informuje čtenáře o základních typech těchto soustav a jejich optických vlastnostech.
Institute of Plasma Physics of the Czech Republic v.v.i.-Toptec Turnov received a grant of the Ministry of the Interior of the Czech Republic for a construction of a hyperspectral imaging optical system in 2012. The system will be intended for the Fire Rescue Service of the Czech Republic and should be used for detection of toxic gases exhaled during fires. We have designed several variants of device with different main objective. In this paper we present the results of our research. and V roce 2012 ÚFP AV ČR v.v.i. - Toptec v Turnově získal grant Ministerstva vnitra České republiky na konstrukci optického systému pro hyperspektrální zobrazení. Přístroj je určen pro Hasičský záchranný sbor, který ho má používat pro detekci škodlivých plynů vznikajících při požárech. V rámci vývoje jsme navrhli několik variant tohoto přístroje s různými typy hlavních objektivů. První řešení hyperspektrálního přístroje má čistě čočkový hlavní objektiv. Další variantou vstupního členu je katadioptrická soustava typu Maksutov-Cassegrain se třemi korekčními menisky. Poslední dva návrhy jsou systémy, které obsahují třízrcadlový hlavní objektiv. Tato řešení představujeme v naší práci.
Laser surface refinement is a new dynamical method in the industry. We describe a commercial solution of a rectangular spot of the laser welding head, an optimization of a laser collimator. We introduce the two new designs of the laser welding heads. We show that this new solutions degrease the number of used optical elements, the weight of laser welding heads is reduced and the serviceability is better. and Laserové zušlechťování povrchu je nová, velmi dynamicky se rozvíjející oblast. V této práci popisujeme komerční řešení tvorby obdélníkového spotu laserové navařovací hlavice i následnou optimalizaci kolimátoru laserového záření. Také představíme nové zrcadlové i refraktivní řešení navařovací hlavice. Ukazujeme, že tato nová řešení snižují počet použitých optických elementů, tedy dochází k úspoře optických komponentů oproti standardnímu komerčnímu řešení. To má vliv na snížení hmotnosti celé hlavice, na obslužnost daného modulu i snížení výrobních nákladů.
In this paper we present two optical designs of a photographical mirror camera with a field corrector, placed into convergent beam of rays in front of the focal plane. The diameter of the ellipsoidal mirror is 1400 mm with the focal length of 4200 mm. It served as a primary mirror of the Dall-Kirkham spectrographic system in the past. It is thought, the two-mirror system will be rebuilt into a fast wide field photographic camera. The first optical design of the camera contains a field corrector composed of four spherical lenses, the second is based on the two aspherical plates. We publish two solutions of a faster Dall-Kirkham telescope too. and V této práci předkládáme dva optické návrhy zrcadlové fotografické komory s korektorem pole, umístěném ve sbíhavém svazku před ohniskovou plochou. Elipsoidální zrcadlo komory má průměr 1400 mm a ohniskou vzdálenost 4200 mm. V minulosti sloužilo jako primární zrcadlo spektrografického systému Dall-Kirkham. V současné době se uvažuje o přebudování tohoto dvojzrcadlového systému na světelnou fotografickou komoru. První optický návrh komory obsahuje korektor, složený ze čtyř čoček se sférickými povrchy, druhý je založen na dvou asférických deskách. V práci publikujeme též i dvě světelnější řešení dalekohledu Dall-Kirkham.