Свойства базовых сферических линз с осевым распределением показателя преломления

• Автор: Алимов, Андрей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 266 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень основных сокращений
Введение
Глава 1. Анализ параметров современных градиентных оптических материалов и эффективности их применения в изображающих оптических системах
1.1. Общие сведения о градиентных оптических элементах
1.2. Технологические параметры градиентных оптических элементов
1.3. Анализ эффективности применения сферических линз с осевым распределением показателя преломления в изображающих оптических системах
1.4. Методы синтеза оптических систем, содержащих градиентные оптические элементы
1.5. Выводы к главе
Глава 2. Синтез базовых сферических линз с осевым линейным распределением показателя преломления с заданными аберрационными свойствами
2.1. Обзор лучевых методов анализа оптических систем с градиентными оптическими элементами на разных уровнях проектирования
2.1.1. Расчет хода реального произвольного луча в градиентной оптической среде
2.1.2. Параксиальное описание оптической системы, содержащей градиентные оптические элементы
2.1.3. Теория аберраций оптических систем, содержащих градиентные оптические элементы
2.1.4. Теоретические основы метода псевдолучей
2.1.5. Теоретические основы метода лучевых дифференциалов
2.2. Выбор актуальных для синтеза типов базовых градиентных оптических элементов с заданными аберрационными свойствами

2.3. Математическая модель и алгоритм синтеза линз с осевым распределением показателя преломления с заданными аберрационными свойствами
2.4. Метод исследования градиентных базовых линз с заданными аберрационными свойствами
2.5. Выводы к главе
Глава 3. Синтез и исследование базовых изопланатических сферических линз с осевым линейным распределением показателя преломления
3.1. Свойства базовых «тонких» изопланатических линз с осевым линейным распределением показателя преломления в области аберраций третьего порядка
3.1.1. Семейство №1
3.1.2. Исправление кривизны Петцваля в изопланатических линзах семейства №1
3.1.3. Семейство №2
3.1.4. Семейство №3
3.1.5. Семейства №4-№7
3.1.6. Результаты синтеза и исследования в области аберраций третьего порядка
3.2. Свойства базовых «тонких» изопланатических линз с осевым линейным распределением показателя преломления в области реальных аберраций
3.2.1. Семейство №
3.2.2. Семейство №2
3.2.3. Семейство №3
3.2.4. Семейства №4-№7
3.2.5. Результаты исследования в области реальных аберраций
3.3. Базовые «толстые» изопланатические линзы с осевым линейным распределением показателя преломления

3.3.1. Группа №1
3.3.2. Группа №2
3.3.3. Результаты синтеза и исследования базовых «толстых» изопланатических линз с осевым линейным распределением показателя преломления
3.4. Выводы к главе
Глава 4. Синтез и исследование базовых сферических линз с осевым линейным распределением показателя преломления с исправленными сферической аберрацией и астигматизмом
4.1. Свойства базовых «тонких» линз с осевым линейным
распределением показателя преломления с исправленными
сферической аберрацией и астигматизмом в области аберраций третьего порядка
4.1.1. Семейство №
4.1.2. Семейство №2
4.1.3. Семейства №3-№4
4.1.4. Результаты синтеза и исследования в области аберраций третьего порядка
4.2. Свойства базовых «тонких» линз с осевым линейным распределением показателя преломления с исправленными
сферической аберрацией и астигматизмом в области реальных
аберраций
4.2.1. Семейство №1
4.2.2. Семейство №2
4.2.3. Семейства №3-№4
4.2.4. Результаты исследования в области реальных аберраций
4.3. Исследование аберрационных свойств базовых сферических линз с осевым линейным распределением показателя преломления с исправленной сферической аберрацией

Таким образом, ГОЭ доказывают свою эффективность в оптических системах разных схемных решений в качестве апертурных или полевых компонентов. Перспективы использования ГОЭ с осевым РПП находятся в тесной связи с вектором развития оптического приборостроения.
Однако необходимо отметить, что в подавляющем большинстве работ, посвященных расчету ОС с осевыми ГОЭ, в качестве прототипа используется известная схема, разрешенная на основе однородных оптических элементов, ограниченных сферическими поверхностями, в которую затем вводится градиентный элемент. При этом наиболее оптимальная позиция для введения в ГОЭ определяется на основе анализа поверхностей, наиболее чувствительных к асферизации, либо простым перебором. Далее улучшения характеристик ОС добиваются путем оптимизации конструктивных параметров. Таким образом, можно сделать вывод о недостаточном развитии аналитических методов проектирования ОС, содержащих ГОЭ с осевым РПП.
Данная диссертационная работа посвящена развитию композиционных методов расчета центрированных высокоразрешающих ОС (малокомпонентных объективов с постоянными и переменными фокусными расстояниями для оптико-электронных приборов и комплексов) с градиентными сферическими линзами из оптически прозрачных изотропных материалов с осевым РПП.
1.4. Методы синтеза оптических систем, содержащих градиентные
оптические элементы
В общем случае при структурном синтезе ОС, содержащих ГОЭ, могут использоваться подходы, которые были выработаны при расчете систем с однородными оптическими элементами. Основными группами таких методов, позволяющими создавать принципиально новые схемные решения, можно считать: метод проб, методы, основанные на использовании теории аберраций определенных порядков, и композиционные методы. При этом решаются вопросы определения количества, типов и последовательности элементов,