Óptica y Física Aplicada

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David Keith
8618 SE enagua Colina
Vancouver, WA 98664, EE.UU.
503-780-9552
David@OpticsAndAppliedPhysics.com

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Óptica y Física Aplicada es una consultora independiente que proporciona conocimientos especializados en una amplia gama de tecnologías de Física Aplicada.  

Experiencia

Multiphysics modelado de sistemas y procesos físicos complejos, incluyendo análisis estructural, análisis térmico y de transferencia de calor, análisis eléctrico ac / dc incluyendo la difusión actual y calefacción del julio, y electro y magneto estática.

Diseño óptico del sistema y análisis , incluyendo el diseño de la lente, el diseño del sistema de iluminación, la óptica física, y el acoplamiento de potencia óptica.

Servicios

Análisis Térmico, incluyendo la dinámica de fluidos computacional con el transporte de calor por conducción y convección, puede predecir las temperaturas y el estrés térmico para diversas opciones de diseño.

Modelos de análisis estructurales de la distribución de tensiones en estructuras simples o complejas, grandes o pequeñas. A menudo, el conocimiento adquirido puede obtenerse a través de otros medios.

Modelos de análisis AC / DC corriente difusión y joule de calefacción, y electro y magneto estática, que se puede utilizar para modelar sistemas eléctricos y magnéticos y su interacción con el ambiente térmico y estructural.

Diseño óptico utilizando Zemax y OpticStudio software de diseño óptico nos permite diseñar y analizar sistemas de imágenes y sin imágenes, incluyendo el diseño de lentes, diseño de sistemas de iluminación, óptica polarizada, colorimetría, óptica difractiva, y sistemas de acoplamiento de potencia óptica.

Modelado Multiphysics

Un intercambiador de calor

Este intercambiador de calor de fluido caliente se enfría un circuito mediante la colocación en contacto térmico con un circuito de frío por medio de conducción a través de una estructura de aleta compartida.

No se muestra el recinto.

El agua caliente entra en la parte superior izquierda a 90C y sale por la parte superior derecha.

El agua fría entra en la parte inferior izquierda en 15C y sale por la parte inferior derecha.

La placa central y la estructura de aleta es de aluminio.

Podemos ver en la temperatura de la superficie que las aletas no funciona con eficacia.

Y la gráfica de las temperaturas de salida vs flujo de refrigerante también indica rendimiento limitado.


 Los resultados de simulación muestran como las temperaturas superficiales

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Rendimiento de refrigeración depende de flujo de refrigerante

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Un espectrómetro de masas sencillo

Las partículas se liberan entre los electrodos que forman un cañón de iones. En el compartimiento de la derecha se encuentran con un campo magentic y se doblan de acuerdo con sus radios ciclotrón.

Partículas azules tienen la carga y la masa de un electrón.

Partículas verdes tienen la carga de un electrón, pero 10 veces la masa.

Todos están en libertad con una temperatura de 50K.

La dispersión del haz se debe tanto a la temperatura del haz y a la interacción de Coulomb (hacinamiento haz).

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Una simulación de guitarra

Una guitarra es simulada en un modelo que se acopla una tapa sólida y de vuelta a través de una cámara de aire.

La parte superior y posterior están construidos de madera, modelado como sólidos elásticos con pérdidas.

La parte posterior está acoplado a la parte superior mediante el acoplamiento mutuo de la cavidad de aire modelada con la dinámica de fluidos compresibles.

La parte superior es accionado por excitación en el puente, como lo sería por las cuerdas.


La geometría

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La respuesta de frecuencia a la excitación del puente

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El modo propio en 267 Hz

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El modo propio a 544 Hz

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El modo propio a 799 Hz

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El modo propio, a 923 Hz

Guitar modo propio 923.png

Diseño Óptico

Una lente de proyección especializada

Esta lente de proyección fue diseñado para proyectar la imagen formada sobre un formador de imágenes LCOS subminiatura sobre una superficie cercana.

Telecentric en objeto y la imagen del espacio

4X Ampliación

Difracción limitada

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Una lente gran angular en miniatura de una cámara IR

Esta lente de la cámara fue diseñada para ser compatible con un dispositivo de imagen común.

Todos los elementos están moldeados de vidrio.

120 grados campo de visión completo

Difracción limitada

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Una lente Petzval para un telescopio astronómico campo plano

Esta lente del telescopio fue diseñado para ser compatible con un dispositivo de formación de imágenes común.

Campo plano, diseño apocromático con cristal de baja dispersión

Apertura de 75 mm

F / 5,3

Radio del punto optimizado para la cámara termográfica

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Un acoplador óptico de un LED Die a 50 micras de fibra

Este acoplador fue diseñado como parte de un componente transmisor SMT.

Die-montado lente bola

Lente de bola paquete montado

Diseño optimizado para tolerence fabricación

Proides una estimación cuantitativa de acoplamiento

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Un PBS compensado por un sistema de imágenes LCOS

Un doble paso a través de un divisor de haz polarizante se utiliza como el polarizador y el analizador para un cristal líquido sobre silicio (LCOS) sistema de imagen. En el siguiente diagrama, la luz entra por la izquierda, se polariza por la primera pasada a través de la superficie de separación. Iluminación luz se refleja hacia arriba para el reproductor de imágenes y luz de residuos procede a la derecha y se sale del cubo. Luz de iluminación se refleja desde el generador de imágenes hacia abajo a un segundo pase a través de la superficie de división. Si su polarización ha sido rotada por la cámara pasará a través de la superficie de separación hasta la lente de proyección representada por la superficie del detector, de lo contrario se reflejará de nuevo y no ser proyectada. Cada píxel controla sus propios rayos, por lo que se forma una imagen.

En el caso, por debajo, el reproductor de imágenes si OFF, así que no hay luz debe llegar al detector por debajo del cubo. Para un rayo no inclinar esta sería cierto, pero para un rayo de inclinación, la pase a través del cubo gira la polarización y permite la fuga de luz en el estado oscuro, lo que reduce en gran medida el contraste del sistema.


Un rayo de inclinación se filtra en el campo oscuro

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Una placa de cuarto de onda colocado entre el cubo y el lector puede mejorar el contraste mediante la inversión en el segundo pase la rotación que se produce en la primera. Este diseño cuenta con una placa de onda de calcita. En la primera imagen el compensador está desactivada; en la segunda imagen se habilita el compensador.


Sin el compensador de la relación de contraste es sólo el 43: 1

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Con el compensador aumenta el contraste de 24.800: 1

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