Разработка теоретических основ композиции оптических систем зеркальных и зеркально-линзовых объективов

• Автор: Романова, Галина Эдуардовна
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 166 с. : ил.

ГЛАВА I ЗЕРКАЛЬНЫЕ И ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЕ СИСТЕМЫ (ОБЗОР)

1.1 Зеркальные системы

1.2 Зеркально-линзовые системы

1.2.1 Системы с компенсаторами в параллельном пучке лучей

1.2.2 Системы с компенсаторами в сходящемся пучке лучей

1.3 Выводы

ГЛАВА IIАФОКАЛЬНАЯ ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВАЯ СИСТЕМА

2.1 Сферическая зеркальная поверхность

2.2 Сферическая зеркальная поверхность с линзовыми компенсаторами

2.3 Афокальная система с плоскопараллельной пластиной

2.4 Объективы на основе афокальной двухзеркальной системы с плоскопараллельной пластиной
2.5 Афокальная система с зеркалом внутреннего отражения
2.6 Объективы на основе афокальной двухзеркальной системы с зеркалом внутреннего отражения
2.7 Выводы
ГЛАВА III АБЕРРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА СИСТЕМЫ ИЗ ДВУХ СФЕРИЧЕСКИХ ОТРАЖАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
3.1 Коэффициенты аберраций третьего порядка системы из двух сферических поверхностей
3.2 Расчет профиля пластины Шмидта
3.3 Выводы
ГЛАВА IV ЗЕРКАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ С НЕСФЕРИЧЕСКИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
4.1 Двухзеркальные системы со стигматической коррекцией
аберраций
4.1.1 Классические объективы
4.1.2 Системы со сферическим первым зеркалом
4.2 Системы Ричи-Кретьена
4.3 Анализ аберраций оптической системы четырехзеркального ТЕЛЕСКОПА
4.4 Выводы
ГЛАВА V НЕСФЕРИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ.!
5.1 ТИПЫ НЕСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
5.2 ЭВОЛЬВЕНТНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ
5.2.1 Сферическая аберрация эвольвентной поверхности
5.2.2 Кома эвольвентной поверхности
5.2.3 Астигматизм и кривизна поля эвольвентной поверхности
5.2.4 Дисторсия эвольвентной поверхности
5.3 Поверхности, образованные вращением плоской кривой вокруг нормали в произвольной точке
5.4 Точное уравнение поверхности, определяющее строгую стигматическую коррекцию аберраций в афокальной системе со СФЕРИЧЕСКИМ ГЛАВНЫМ ЗЕРКАЛОМ
5.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ II
ПРИЛОЖЕНИЕ III
ПРИЛОЖЕНИЕ IV
ПРИЛОЖЕНИЕ V
ПРИЛОЖЕНИЕ VI
ПРИЛОЖЕНИЕ VII

Актуальность работы
Одним из наиболее важных направлений развития естественных наук является расширение спектральной области используемого излучения. Этим определяется появление новых приемников излучения и приемных устройств, чувствительных не только в инфракрасном, в видимом или ультрафиолетовом участке спектра, но и в широком УВИ диапазоне. При этом оптические свойства приемников определяют потребность в светосильных оптических системах, формирующих изображение высокого качества в широком спектральном диапазоне излучения.
Развитие космических средств наблюдения требует создания компактных оптических устройств различного функционального назначения, обладающих малой массой и высокими выходными параметрами, к числу которых прежде всего следует отнести высокое качество изображения при высоком коэффициенте пропускания излучения широкого спектрального диапазона элементами, составляющими оптическую систему устройства. Этим требованиям наилучшим образом удовлетворяют зеркальные и зеркально-линзовые системы.
Вопросы теории и практики проектирования таких систем получили развитие в трудах П. П. Аргунова, А. В. Бахолдина, А. П. Грамматина,
B.А.Зверева, Ю. А. Клевцова, Д. Д. Максутова, В. А. Панова, Г. М. Попова,
C.А.Родионова, М. М. Русинова, Г.И. Цукановой, В. Н. Чуриловского,
D.A.Beach, D. Korsch, А. В. Meinel, М. Р. Meinel, L. J. Richter, J. M. Sasian, R.D. Siegler, и др.
Разработка оптических систем, удовлетворяющих современным условиям применения, требует обстоятельного анализа элементной базы и базовых схем, формирующих реальную основу композиции зеркальных и зеркально-линзовых оптических систем.
Этим определяется актуальность настоящей работы, посвященной разработке теоретических основ композиции названных систем.

п + а(и2г) - 1)
а(и2г)-1) + гіиф1 ф,
(2.66)
При а = - 3.33, г) = 0.3 и ф! = 3.5 расстояние с/ = 0.276, ф2 = —5.114. Рассмотрим возможность исправления астигматизма в системе. Пусть каждом компоненте телеобъектива исправлена сферическая аберрация: Р = Р2 — 0. Пусть 1Р|ф У2 ф 0. Тогда коэффициенты аберраций третьего порядка Во, Ко и Со:
Решив систему двух уравнений (2.67) - (2.68) при Со = К0 — 0 относительно И7] и 1Г2) получим значения параметров, при которых система из афокальной насадки и телеобъектива становится апланатическим анастигматом.
Пусть 1У2 = 0, IVф 0. Тогда из (2.67) при Ко = 0 следует:
При значении угла а = - 3.333, оптической силе ф1 = 3.5,
экранировании ц = 0.3 воздушный промежуток с/ = 0.282, сила второго компонента ср2 =-14.54.

(2.67)
Со=т4-[П(2-3«2) + 1] + 4п г]
Г|(1-Ф !й?) ар2
(2.68)
(2.69)
Пусть астигматизм третьего порядка исправлен (Со = 0). Тогда:
^ _ а[п2 - г| + 2(«2 -1)] - 4п2г 1 а[п2г12 -ц + 2(п2 - 1)]-4н2г)2ф1 ф!
(2.70)