Разработка и анализ схем контроля несферических поверхностей вращения

• Автор: Ермолаева, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И ПАРАМЕТРЫ НЕСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
1.1. Основные параметры несферических поверхностей оптических элементов
1.2. Декартовы несферические поверхности
1.2.1. Принцип таутохронизма. Уравнение картезианского овала
1.2.2. Декартовы преломляющие поверхности вращения при 5, =со
1.2.3. Декартовы отражающие поверхности вращения
1.3. Несферические поверхности вращения в конструкции оптической системы
1.3.1. Несферическая поверхность вращения линзы, формирующей безаберрационное изображение бесконечно удаленной осевой точки предмета
1.3.2. Аберрационные свойства оптической системы, содержащей декартовы отражающие поверхности вращения несферической формы
1.3.3. Аберрационные свойства афокальной оптической системы из двух отражающих поверхностей, одна из которых эквидистантна параболоид}7 вращения (поверхность профессора Д.Т. Пуряева)
1.3.4. Несферическая поверхность вращения линзы, формирующей апланатическое в области первичных аберраций изображение бесконечно удаленного предмета
1.3.5. Бинарные поверхности вращения несферической формы
2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СХЕМ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ
НЕСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ
2.1. Схемы контроля линз, формирующих безаберрационное изображение бесконечно удаленной осевой точки предмета
2.2. Схемы контроля, основанные на применении анаберрационных точек отражающих несферических поверхностей вращения второго порядка
2.3. Компенсационная схема контроля несферических поверхностей вращения
3. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ КОМПЕНСАЦИОННЫХ СХЕМ КОНТРОЛЯ ВОГНУТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ НЕСФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
3.1. Голограммные элементы оптических систем компенсаторов схем контроля несферических поверхностей вращения
3.2. Геометрические свойства нормалей несферических поверхностей вращения второго порядка
3.3. Анализ известных компенсационных схем контроля вогнутых несферических поверхностей вращения
3.4. Схема контроля вогнутых несферических поверхностей вращения с компенсатором Оффнера и ее анализ
3.5. Разработка и анализ методики расчета схемы контроля вогнутых нссферических поверхностей вращения с компенсатором Оффнера
3.6. Контроль вогнутых несферических поверхностей с однолинзовым компенсатором с асферической поверхностью
4. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ СХЕМ КОНТРОЛЯ ВЫПУКЛЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ НЕСФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
4.1. Разработка и анализ схем контроля выпуклых несферических поверхностей вращения диаметром до 0.25 — 0.35 м
4.2. Разработка методик расчета параметров и исследование схем контроля несферических поверхностей оптических элементов
4.3. Схемы контроля выпуклых несферических поверхностей вращения
диаметром более 0.25 — 0.35 м и их анализ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в оптических приборах все более широкое практическое применение находят оптические элементы, имеющие рабочие поверхности несферической формы. Это обусловлено тем, что применение таких поверхностей позволяет достичь более высокого качества изображения, повышения оптических характеристик, упрощения конструкции оптических приборов и уменьшения их габаритных размеров и массы.
Наибольший эффект от использования оптических элементов несферической формы достигается в светосильных крупногабаритных телескопах наземного и космического базирования, предназначенных для формирования высококачественного изображения в пределах достаточно широкого углового поля.
Высокое качество изображения, формируемое оптическими приборами, может быть реализовано только при условии изготовления оптических элементов с высокой точностью. Наиболее сложным является изготовление оптических элементов с несферическими поверхностями вращения.
Для обеспечения высокого качества изготовления оптических элементов с несферическими поверхностями вращения необходимы высокоточные системы контроля. Достигнутое в результате расчета высокое качество изображения, формируемого оптической системой, можно реализовать в процессе изготовления, если отклонения рабочих поверхностей от номинальной
формы не будут превышать, по крайней мере, —Л. Это условие определяет

весьма высокие требования к точности контроля формы отражающих поверхностей в процессе их обработки.
Точность контроля оптических элементов в первую очередь определяется схемой контроля. Схемы контроля для оптических элементов с несферическими поверхностями вращения разработаны академиком В.П. Линником и членом корреспонденом АН СССР Д.Д. Максутовым. В дальнейшем эти ра-

где =

к0=- +

Ум<*м-?1а

■^Ё^+Ё^а;

а-=г,ст,+р„

(«/+/ - И/)

а,+1 -аI
(умам - Г,.«,.) ;
Щ=— ~{умам -у1а.);
*=£ Л
5, = £ **-' к=2 к^}кк пк
ч=- ,
_/___7_

где а - угол, образованный первым параксиальным лучом в точке падения на поверхность с оптической осью, к — высоты на которых первый параксиальный луч встречает поверхности оптической системы, п - показатели преломления сред, сг(. - коэффициент деформации сферической поверхности;
<т, = —е[ ; е1 - эксцентриситет кривой вращения, образующей поверхность.
Параметры а, к, п и <т; однозначно определяют конструктивные параметры оптической системы.