婁洪偉 周 影 吳昊軒 盛 磊

（中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，吉林長春 130033）

0 引言

在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計中，選取一個良好的光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)，能夠很大程度地提高和保障系統(tǒng)設(shè)計效率和質(zhì)量[1]，而光學(xué)數(shù)據(jù)庫是良好光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的主要來源。隨著計算能力的增加，越來越多的優(yōu)秀的光學(xué)初始結(jié)構(gòu)被設(shè)計出來，用戶只需選擇合適的光學(xué)初始結(jié)構(gòu)便可方便地設(shè)計并優(yōu)化得到所需的光學(xué)結(jié)構(gòu)，降低了光學(xué)門檻。光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫是國內(nèi)唯一一個光學(xué)類的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫內(nèi)集成了國內(nèi)優(yōu)秀的光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)、光學(xué)設(shè)計過程中所需的光學(xué)材料、光學(xué)元件、光學(xué)成像數(shù)據(jù)等內(nèi)容，涵蓋了工程光學(xué)、基礎(chǔ)光學(xué)、短波光學(xué)、激光光學(xué)等5 大系統(tǒng)。近年來，光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不斷更新迭代，具有了很多優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)。但是數(shù)據(jù)庫的呈現(xiàn)形式只是網(wǎng)頁版，無法直接支持光學(xué)設(shè)計軟件的運(yùn)行。

光學(xué)設(shè)計離不開光學(xué)設(shè)計軟件。CODE V是Optical Research Associates[2]推出的大型光學(xué)設(shè)計軟件，功能強(qiáng)大，優(yōu)化速度快，是目前國內(nèi)用戶受眾群體最多的一款幾何光學(xué)設(shè)計軟件，可以解決除特殊離軸曲面光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計以外的所有光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化問題[3]，但是在環(huán)境分析方面還存在一定的不足[4]。CODE V光學(xué)設(shè)計軟件所配備的光學(xué)數(shù)據(jù)僅包含如圖1所示的26 種光學(xué)初始結(jié)構(gòu)，16 種光學(xué)玻璃，近年來并沒有較大的更新，數(shù)據(jù)量較少，而且不夠充分全面。

圖1 LensVIEW界面

LensVIEW是一種鏡頭專利數(shù)據(jù)庫，搜集了從1800年起至當(dāng)前的光學(xué)設(shè)計信息。LensVIEW數(shù)據(jù)庫不僅囊括光學(xué)描述信息，而且擁有設(shè)計者完整的信息、摘要、專利權(quán)狀樣本、參考文檔、美國和國際分類信息以及許多其他的功能，并且還能夠生成各式各樣像差圖，對透鏡做出快速診斷，繪出設(shè)計剖面圖。

我國光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)已經(jīng)歷了30年歷程，數(shù)據(jù)覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)資源豐富，曾多次獲得國家和中國科學(xué)院的獎項。其他光學(xué)領(lǐng)域的專項數(shù)據(jù)庫也已開始建立和發(fā)展，但仍有許多有價值的光學(xué)類數(shù)據(jù)還存在于科研人員個體中，尚未形成數(shù)據(jù)價值，也未實現(xiàn)共享，不符合國家對科學(xué)數(shù)據(jù)的頂層設(shè)計[5]。因此，為滿足當(dāng)前科學(xué)數(shù)據(jù)對于規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)性的質(zhì)量要求，以及網(wǎng)絡(luò)社會中用戶對于數(shù)據(jù)獲取便利性的要求，本文將介紹一種以客戶端形式呈現(xiàn)的光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫。該光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫的客戶端可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成.xml/.json格式的數(shù)據(jù)包并存儲到系統(tǒng)中，將我國獨有且先進(jìn)的光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)從獨立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換為可被光學(xué)設(shè)計軟件讀取的格式，從而方便用戶讀取并為軟件用戶提供服務(wù)，發(fā)揮數(shù)據(jù)的最大價值和意義。

1 光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫主要為光學(xué)設(shè)計軟件提供光學(xué)鏡頭數(shù)據(jù)、光學(xué)材料數(shù)據(jù)、膜系數(shù)據(jù)、樣板數(shù)據(jù)、光學(xué)加工數(shù)據(jù)、裝配工差數(shù)據(jù)、光源數(shù)據(jù)、散射數(shù)據(jù)以及光學(xué)相關(guān)數(shù)學(xué)計算模型。

1.1 光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫概況

光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫是我國光學(xué)領(lǐng)域公開的唯一的數(shù)據(jù)庫，于1987年，由中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所牽頭建立的光學(xué)專業(yè)庫（原名“光學(xué)鏡頭數(shù)據(jù)庫”）。光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫包含有基礎(chǔ)光學(xué)、工程光學(xué)、激光光學(xué)、微光與紅外、短波光學(xué)5 個主題庫，具體細(xì)分為21 個子庫。該數(shù)據(jù)庫通過科學(xué)數(shù)據(jù)庫專家委員會會議立項評審，被確定為B類庫。我國光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)資源豐富的特點。光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫組成和數(shù)據(jù)條目數(shù)如表1所示。

表1 光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫組成和數(shù)據(jù)條目數(shù)

1.1.1 基礎(chǔ)光學(xué)主體庫

基礎(chǔ)光學(xué)主體庫包括光學(xué)玻璃數(shù)據(jù)庫、光學(xué)晶體數(shù)據(jù)庫、光學(xué)塑料數(shù)據(jù)庫、光源數(shù)據(jù)庫、光電探測器數(shù)據(jù)庫以及光學(xué)傳感器數(shù)據(jù)庫。其中，光學(xué)玻璃數(shù)據(jù)庫包括無色光學(xué)玻璃的折射率、色散以及國內(nèi)外玻璃牌號的對照，有色光學(xué)玻璃的折射率、色散、光譜透過率曲線及國內(nèi)外有色玻璃的牌號對照，微晶玻璃、航空有機(jī)玻璃、乳白漫射玻璃等的參數(shù)，輸入玻璃牌號后可獲得相應(yīng)

的特性參數(shù)，或輸入折射率參數(shù)后可檢索到相應(yīng)的玻璃牌號和其他特性參數(shù)。光學(xué)晶體數(shù)據(jù)庫包括光學(xué)晶體折射率、色散、透過率、雙折射、偏振等特性參數(shù)，輸入晶體名稱后可獲得相應(yīng)的特性參數(shù)，或輸入特性參數(shù)后可檢索相應(yīng)晶體參數(shù)。光學(xué)塑料數(shù)據(jù)庫包括光學(xué)塑料的折射率、色散、透過率等特性參數(shù)，輸入塑料名稱后可獲得相應(yīng)的特性參數(shù)，或輸入特性參數(shù)后可檢索到相應(yīng)的光學(xué)塑料名稱。光源數(shù)據(jù)庫收集紅外光源、紫外光源、太陽輻射光源、熱輻射光源、氣體放電光源、激光光源等常用光源的發(fā)光光譜、發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光效率等參數(shù)。光電探測器數(shù)據(jù)庫收集感光底片、攝像管、變像管、像增強(qiáng)器、微通道板、熱探測器、CC等器件的各種參數(shù)和性能指標(biāo)。光學(xué)傳感器數(shù)據(jù)庫包括光纖傳感器、場效應(yīng)傳感器、亞電式傳感器、智能傳感器、諧振式傳感器、應(yīng)變式電阻變換傳感器、磁阻式傳感器等，輸入傳感器型號后即可得到相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)和應(yīng)用范圍，或輸入部分技術(shù)參數(shù)后可以得到相應(yīng)的傳感器。

1.1.2 工程光學(xué)主體庫

工程光學(xué)主體庫包含光學(xué)鏡頭數(shù)據(jù)庫、光學(xué)棱鏡數(shù)據(jù)庫、光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)庫以及鍍膜材料及膜系數(shù)據(jù)庫。其中，光學(xué)鏡頭數(shù)據(jù)庫收集了國內(nèi)外公開發(fā)表和各科研院所科研成果中的光學(xué)鏡頭數(shù)據(jù)，包括顯微、望遠(yuǎn)、照相、空間、投影等十五大類光學(xué)鏡頭數(shù)據(jù)，輸入文件名稱或十幾個特性參數(shù)后可得到相應(yīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和像質(zhì)評價結(jié)果。光學(xué)棱鏡數(shù)據(jù)庫收集了包括單棱鏡、復(fù)合棱鏡、空間棱鏡等各種類型反射棱鏡的基本尺寸，適用于各類棱鏡的設(shè)計和制造，輸入數(shù)據(jù)特性參數(shù)后可得到相應(yīng)結(jié)構(gòu)參數(shù)。光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)庫收集了光學(xué)領(lǐng)域相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，包括光學(xué)儀器、基本參數(shù)等一系列標(biāo)準(zhǔn)文檔。鍍膜材料及膜系數(shù)據(jù)庫收集了各種鍍膜材料的理化性能數(shù)據(jù)，包括膜層材料、鍍膜溶液和特殊的基底材料等，還收集了減反射膜、反射膜、濾光膜、分束膜、分色膜、偏振膜、導(dǎo)電膜、保護(hù)膜八個大類膜系數(shù)據(jù)。

1.1.3 激光光學(xué)主體庫

激光光學(xué)主體庫包括激光器件數(shù)據(jù)庫、激光傳輸特性數(shù)據(jù)庫、激光光學(xué)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、光纖光學(xué)數(shù)據(jù)庫。其中，激光器件數(shù)據(jù)庫包括固體激光器、氣體激光器、液體激光器、半導(dǎo)體激光器、化學(xué)激光器、自由電子激光器等，可輸入激光器型號或激光器特性參數(shù)進(jìn)行檢索。激光傳輸特性數(shù)據(jù)庫收集了激光在大氣、臨近空間和太空的傳輸特性數(shù)據(jù)。激光光學(xué)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫包括激光光學(xué)系統(tǒng)的鏡頭數(shù)據(jù)，收集了各光學(xué)系統(tǒng)的特性參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)以及光學(xué)成像質(zhì)量，輸入數(shù)據(jù)特性參數(shù)后可得到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和成像結(jié)果。光纖光學(xué)數(shù)據(jù)庫包括各種光纖器件的技術(shù)參數(shù)以及特種光纖、光波導(dǎo)器件的技術(shù)參數(shù)，輸入部分技術(shù)參數(shù)后可得到相應(yīng)的全部技術(shù)參數(shù)。

1.1.4 微光與紅外光學(xué)主體庫

微光與紅外光學(xué)主體庫包括微光與紅外器件數(shù)據(jù)庫、紅外傳輸特性數(shù)據(jù)庫、微光與紅外光學(xué)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。其中，微光與紅外器件數(shù)據(jù)庫包括電真空微光攝像器件、CCD微光攝像器件、制冷和非制冷及面陣、線陣和非成像器件，可輸入相應(yīng)的器件型號或器件的特性參數(shù)進(jìn)行檢索。紅外傳輸特性數(shù)據(jù)庫收集了紅外光在大氣中傳輸?shù)奶匦詳?shù)據(jù)。微光與紅外光學(xué)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫收集了微光與紅外光學(xué)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，收集了各光學(xué)系統(tǒng)的特性參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)以及光學(xué)成像質(zhì)量數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)特性參數(shù)后可以得到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和成像結(jié)果。

1.1.5 短波光學(xué)主體庫

短波光學(xué)主體庫收集了紫外、極紫外、軟X射線等譜段的光傳輸特性、器件特性和不同應(yīng)用背景下的系統(tǒng)特性數(shù)據(jù)。

1.2 光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫優(yōu)勢和不足

光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫具有以下3 個方面的優(yōu)勢。從完整性方面來看，光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫是到目前為止完整性較高的光學(xué)數(shù)據(jù)庫，該類數(shù)據(jù)為國內(nèi)外大多數(shù)光學(xué)設(shè)計、制造者使用。從權(quán)威性方面來看，光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫涵蓋了國際知名廠商的大量數(shù)據(jù)，包括CDGM（成都光明）、HIKARA、HOYA、SCHOTT、OHARA等共計16 個分項，具有數(shù)據(jù)權(quán)威性。從戰(zhàn)略性方面來看，光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)可為光學(xué)設(shè)計軟件研制提供支撐，走向自主可控國產(chǎn)化研制道路。

光學(xué)系統(tǒng)庫基本囊括了研制各類光學(xué)儀器所需的光學(xué)鏡頭數(shù)據(jù)和光學(xué)材料數(shù)據(jù)，可為各類光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計、分析和像質(zhì)評價時考慮，提供較完整的配套技術(shù)，既降低成本又提高質(zhì)量。光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫包含的光學(xué)數(shù)據(jù)資源覆蓋范圍廣資源豐富，但是這些資源的數(shù)據(jù)存儲方式難以被國產(chǎn)的光學(xué)設(shè)計軟件直接復(fù)用和共享，也就是說如何使用是一個問題。本文將介紹一種光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫以客戶端的形式呈現(xiàn)的技術(shù)軟件，將我國獨有且先進(jìn)的光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)從獨立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換為可被光學(xué)設(shè)計軟件讀取的格式，從而發(fā)揮數(shù)據(jù)的最大價值與意義。

2 光學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換軟件的設(shè)計

光學(xué)學(xué)科領(lǐng)域基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)整合與集成應(yīng)用對于提高我國現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計水平、提高儀器質(zhì)量、縮短研制周期、降低研制成本等方面具有重大的科學(xué)價值和社會效益。因此，本文介紹的一款光學(xué)設(shè)計軟件，可以提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專家知識數(shù)據(jù)，支撐軟件用戶方便的建立初始結(jié)構(gòu)，尋找最優(yōu)解，快速實現(xiàn)局部優(yōu)化和全局優(yōu)化。

2.1 開發(fā)工具

為保證軟件的兼容性和穩(wěn)定性，選用QT作為界面開發(fā)語言[6]，QT是由Qt Company開發(fā)的跨平臺C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)框架。它既可以用于開發(fā)GUI程序，也可用于開發(fā)非GUI程序，如控制臺工具和服務(wù)器。QT的良好封裝機(jī)制可提高模塊化程度，具有較好的可重用性，易于開發(fā)與維護(hù)[7]。

2.2 實現(xiàn)過程

光學(xué)軟件的實現(xiàn)過程主要有數(shù)據(jù)文件的格式化處理，包括數(shù)據(jù)文件格式轉(zhuǎn)換存儲以及與數(shù)據(jù)庫相關(guān)的操作。除了對于數(shù)據(jù)的操作之外，該軟件還包括數(shù)據(jù)可視化界面的搭建。在本節(jié)中將概述此光學(xué)設(shè)計軟件的實現(xiàn)過程。

2.2.1 光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換

以光學(xué)玻璃數(shù)據(jù)文件為例，首先從實例中讀取每一列數(shù)據(jù)，具體包括玻璃名稱、玻璃編號、阿貝數(shù)、折射率、中部色散、化學(xué)性質(zhì)、密度|熱膨脹系數(shù)、不同厚度下的內(nèi)投射率、不同波長下的折射率等，將所有參數(shù)存儲于數(shù)據(jù)庫中，并通過QSqlDatabase建立SQLITE連接，對加載在數(shù)據(jù)庫文件中的數(shù)據(jù)建立映射。

使用QjsonObject創(chuàng)建json對象，每一個Glass對應(yīng)一個json對象，內(nèi)容形式為json數(shù)組。將對應(yīng)信息插入后輸出json文件。JSON（JavaScript Object Notation）是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，易于閱讀和理解，也易于機(jī)器解析和生成。JSON采用獨立于語言的文本格式，使用了類似于C語言家族的習(xí)慣（包括C、C++、C#、Java、JavaScript、Perl、Python等），這些特性使得JSON成為理想的數(shù)據(jù)交換語言。導(dǎo)入yamlmaster.cpp外部庫實現(xiàn)導(dǎo)出yaml文件。yaml文件支持對象、數(shù)組和值3 種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。對象的一組鍵值對使用冒號結(jié)構(gòu)表示。一組連詞線開頭的行構(gòu)成一個數(shù)組。對象和數(shù)組可以結(jié)合使用，形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。讀取文件信息后，用YAML::Node node對相應(yīng)的信息進(jìn)行插入。之后導(dǎo)出yaml或yml格式文件。至此便完成了光學(xué)技術(shù)文件轉(zhuǎn)換的操作。轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)可以方便用戶的讀取，并為軟件用戶提供服務(wù)（圖2）。

圖2 光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)文件讀取流程

2.2.2 光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫支持光學(xué)設(shè)計軟件的操作

在上一節(jié)中主要介紹了光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換的相關(guān)操作，將光學(xué)技術(shù)文件轉(zhuǎn)換成為.xml格式或者.json格式之后可以方便用戶的讀取，存儲于數(shù)據(jù)庫中可以便于對其進(jìn)行增刪改查等一系列相關(guān)的工作。本節(jié)將重點介紹數(shù)據(jù)庫支持軟件執(zhí)行的一系列基本操作（圖3）。

圖3 光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫查詢操作流程

首先，數(shù)據(jù)庫支持軟件執(zhí)行插入記錄的操作，點擊插入記錄，彈出編輯框。將每一項填好后，點擊確定。通過QSqlRecord和sql語句中的insert將數(shù)據(jù)插入。插入成功彈出對話框并重新查詢載入當(dāng)前數(shù)據(jù)庫信息。如果需要刪除記錄，可以選中某一行數(shù)據(jù)，再通過QSqlRecord確定選中信息的id，通過sql語句中的delete將選中行刪除。刪除成功彈出對話框，并重新查詢載入當(dāng)前數(shù)據(jù)庫信息。同樣也可以編輯記錄，點擊編輯記錄或雙擊某一條數(shù)據(jù)信息，彈出編輯框，可對已有數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。通過QSqlRecord和sql語句中的update將信息更新。編輯完畢后重新查詢載入當(dāng)前數(shù)據(jù)信息。

2.2.3 數(shù)據(jù)可視化

數(shù)據(jù)可視化主要是通過軟件，借助于圖形化手段清晰有效地傳達(dá)與溝通信息。本節(jié)仍然以光學(xué)玻璃數(shù)據(jù)庫為例，展示數(shù)據(jù)可視化的一些主要功能對散點圖、折射圖等分別進(jìn)行簡要介紹。

（1）玻璃圖

玻璃圖為散點圖，橫坐標(biāo)表示阿貝數(shù)，縱坐標(biāo)表示折射率（圖4）。每一個點附近顯示該點的玻璃名稱。阿貝數(shù)是德國物理學(xué)家恩斯特·阿貝發(fā)明的物理量，也稱“色散系數(shù)”，用來衡量透明介質(zhì)的光線色散程度[8]。阿貝數(shù)就是用以表示透明介質(zhì)色散能力的指數(shù)。一般來說，介質(zhì)的折射率越大，色散越嚴(yán)重，阿貝數(shù)越小；反之，介質(zhì)的折射率越小，色散越輕微，阿貝數(shù)越大。

圖4 玻璃散點圖

（2）折射率圖

折射率[7]是光在真空中的傳播速度與光在該介質(zhì)中的傳播速度之比。折射率越高，入射光發(fā)生折射的能力越強(qiáng)。折射率越高鏡片越薄，即鏡片中心厚度相同，相同度數(shù)同種材料，折射率高的比折射率低的鏡片邊緣更薄。折射率圖[8]為平滑曲線圖（圖5）。其中，橫坐標(biāo)表示波長，縱坐標(biāo)表示折射率。讀取數(shù)據(jù)庫中的兩組常數(shù)信息，采用相應(yīng)的公式進(jìn)行畫圖。給出常數(shù)A0,A1,A2,A3,A4,A5，采用式（1）進(jìn)行計算。

圖5 折射率折線圖

其中，A0,A1,A2,A3,A4,A5是計算常數(shù)，隨玻璃牌號而變，分別列入各個牌號的數(shù)據(jù)表中。λ是波長，其單位是μm，nλ是所求的折射率。

給出常數(shù)K1,L1,K2,L2,K3,L3，采用式（2）進(jìn)行計算。

其中，K1,L1,K2,L2,K3,L3是計算常數(shù)，也隨玻璃牌號而變，分別列入各個牌號的數(shù)據(jù)表中。λ是波長，其單位是μm，nλ是所求的折射率。

（3）相對部分色散

相對部分色散[9]主要指介質(zhì)的部分色散與中部色散之比，可以用表示，其中任意兩個波長折射率之差稱為部分色散。讀取數(shù)據(jù)庫中remark列的信息，將玻璃庫中的玻璃進(jìn)行分類檢索并顯示。檢索后可選擇相對部分色散縱坐標(biāo)?？坍嫵鰴M坐標(biāo)為阿貝數(shù)，縱坐標(biāo)為相對部分色散的散點圖。分類檢索使用模糊查詢實現(xiàn)，N型玻璃即玻璃名稱為N開頭，P型玻璃即玻璃名稱為P開頭，其余玻璃為常規(guī)冕和火石玻璃。玻璃名稱HT結(jié)尾是高透射率玻璃[10]；玻璃名稱HTultra結(jié)尾是超高透射率玻璃。remark信息中包含precision是適用于精密模壓的玻璃；remark信息中包含0.5 是可提供nd，vd 0.5 級產(chǎn)品玻璃。通過菜單中的選擇可對數(shù)據(jù)庫實時查詢并在左下方table中顯示（圖6）。

圖6 相對部分色散

刻畫相對部分色散的簡要流程見圖7。

圖7 相對部分色散的簡要流程

（4）內(nèi)透射數(shù)據(jù)表和內(nèi)透射圖

透射[5]是入射光經(jīng)過折射穿過物體后的出射現(xiàn)象。被透射的物體為透明體或半透明體，如玻璃、濾色片等。若透明體是無色的，除少數(shù)光被反射外，大多數(shù)光均透過物體。為了表示透明體透過光的程度，通常用透過后的光通量與入射光通量之比τ來表征物體的透光性質(zhì)，τ稱為光透射率。而在該數(shù)據(jù)庫中，選中某一行數(shù)據(jù)，點擊“查看透射率”可查看相應(yīng)厚度下該玻璃的透過率表。

除查看透射率表外，如果選中某一行數(shù)據(jù)，可以讀取其數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)厚度的波長和透射率，并繪出相應(yīng)厚度下蓋玻璃的折線圖（圖8，其中橫坐標(biāo)波長，縱坐標(biāo)折射率）

圖8 某一種型號的玻璃的內(nèi)透射圖

（5）內(nèi)投射圖對比

該軟件除了可以單獨繪制每個玻璃的內(nèi)投射圖外，還可選擇多個玻璃同時輸出這一信息，也就是將內(nèi)透射圖顯示在同一坐標(biāo)系中進(jìn)行對比（圖9）。這樣能夠做到數(shù)據(jù)的對比、整合與利用，方便研究員以更加直觀的形式了解不同玻璃的參數(shù)差別。

圖9 不同玻璃的內(nèi)投射圖對比

（6）檢索

該軟件支持通過輸入玻璃名稱或者玻璃編碼兩種方式檢索。每輸入一個字符，界面左側(cè)數(shù)據(jù)表實時檢索，并在輸入框下方聯(lián)想提示。Select讀取出數(shù)據(jù)庫所有玻璃名稱，將名稱的list加入QCompleter類型的對象中實現(xiàn)在輸入框下方添加聯(lián)想提示。輸入框槽函數(shù)textChanged實現(xiàn)隨text中內(nèi)容改變進(jìn)行模糊查詢并在table中顯示（圖10）。

圖10 檢索功能的實現(xiàn)

簡要流程如圖11所示。

圖11 檢索流程

3 結(jié)語

本文介紹了一種利用現(xiàn)有光學(xué)數(shù)據(jù)通過轉(zhuǎn)換支持國產(chǎn)軟件研發(fā)應(yīng)用的實例。通過本文內(nèi)容的實現(xiàn)，能夠解決國產(chǎn)光學(xué)設(shè)計軟件缺少數(shù)據(jù)支撐、現(xiàn)有國內(nèi)光學(xué)數(shù)據(jù)沒有被有效利用的雙重問題。本文以光學(xué)玻璃數(shù)據(jù)為例，通過與國外軟件對標(biāo)，結(jié)合國產(chǎn)化光學(xué)設(shè)計軟件研發(fā)要求，實現(xiàn)了光學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)庫各種格式光學(xué)數(shù)據(jù)向標(biāo)準(zhǔn)化格式的轉(zhuǎn)換，從而將數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)化為光學(xué)庫，支撐數(shù)據(jù)在國產(chǎn)光學(xué)軟件中進(jìn)行檢索查詢，并就某一特定參數(shù)進(jìn)行對比，實現(xiàn)散點圖、折射率圖、相對色散圖等圖形化的直觀展現(xiàn)，達(dá)到了輔助光學(xué)設(shè)計人員選取光學(xué)材料、快速尋找光學(xué)系統(tǒng)最優(yōu)解的目的，切實解決了國產(chǎn)光學(xué)設(shè)計軟件中數(shù)據(jù)支撐問題。

本文的研究內(nèi)容經(jīng)過設(shè)計人員的不斷沉淀積累，有望成為國際通用軟件研發(fā)庫。未來通過人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，光學(xué)設(shè)計問題將逐漸由依賴于設(shè)計人員的經(jīng)驗轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shù)據(jù)的依賴，體現(xiàn)光學(xué)數(shù)據(jù)的價值會越來越重要，在本文研究的基礎(chǔ)上可開展專家系統(tǒng)技術(shù)的研究。