Слюсарев Г.Г. - Расчет оптических систем (1975)

едаа сег УДИ 636>И7 С асар в Р. Г. С47 Расчет оптнчвстввсасив>.Л.,«Маииаасцюенне>(Л>нанте отд.иие), 1976. . МО с. е нв и> РВ>я»» > вв 19» .йг» > с » Г.Г >,>и> >ю>в >у > 31336-333 с 663(3(Р 76 633 73 Реа>в»вт 6.7»~. >>у И.А. П>вав Ф и>ее>вист>е маиавиив>а», нне ВР!)(6666366 Первое издание книги «Методм Расчета оптаческих сяснвм вышло в !937 г. За время, прошедшее после ее апубликозавня, 'произошли большие измевеиия как в средствах вычнснения :„фншвилвсь быстр«шейшзующне злект(юнные вмчислнтельиые маШинм), так а в количестве гРупп оптеческнх систем и з требованиях к кэчеспгу последнях, что обусловило усложнение коишруканй В 1969 г. была опубанксвана монография «Меюды расчюи оптических спеши«, которая представляет собой переработан-.

ную н пополненную теоретическую часть зыюелшей в 1937 г. книги, Как в врнклааная часть последней, предлагаемый труд поезищен расч«ту конкретных оптических систем, но отлнчаегся расширенным объемом. Значительно дополнены гл. 1 н 11 о телескопаческях системах. В час«носта, в га. 1 подробно.

Реала» трепы все яавболее приыеняемые консгрувпян объективов от простых до наибоюе сложных к дэны перспективы их развития в ближайшем будущем'. Вольво« внимание уаеаено увеличеяяю воля зрения объективов зрительных труб, рассмотрев ряд прнююв, прнбенжакэднх к этой ко«н. Побаалеиа большая глава (гл.!9).

посвященная зеркальным в юркальво.лииэозмм сапе. мам, получнвюям в.наюе врэмя больюое развитие благодаря юирокой спеитральнай области, обслуживаемой ими, и срввинтелъпо малым габаритам по сравнению с аннаевыми сисшмвмн. Эта группа объективов изучена сястематическв от простейших систем, сосюящнх из двух сфернческвх зеркал, до сдожнещпвх, содержмянх в асферическне поюрхности, н сложные линзовые ,))ашмюты.

Ве промежуюк времени, разделяющий издания книги «Методы расчета оптических системз (1969 г.) и данной монографии, поя. рилась в нашей стране две камгв, в впюрыа взлагмотся вопросы расчета двух груни оптюмскик систем: «Оптика спектральных аборовь [И. В. Пейсах«он, «Машинсстроевие», 1970) и «Микпы» (Г. Е. Скиорпов, В. А. Панов, Н. И. Пешков и . А. Федин, «Мшпююстроевиез, 1969). В последней дано боль. ряю число расчетов обюктнаов, окуляров, в том числе к зеркзльиойппяовых. В 1971 г. издатеяьлшо «Искусство» выпустило кнмгу зу. С.

Волосова «Фотографмчю:кая онтаюм, где рассматриваются Юорпя, основы про«клеваний п опюческае харю«терн«ткни С нчесКих систем„вреднавиаченнык дня фотографирования. сбстоятельешо шмаолило автору сократить гл. Ш о бюто- графических н проеккноииых системах, значительно уменьшить гл.

гг о микроскопах и полностью опустить описание объективов лдн спектральных приборов. В настоящей монографии введена новая глава (гл. Чт), рас. сызтривзющая осветительные системы. Как показала практика последних десятилетий, зги снстемм получили большое разввтие и к ним предъквляеыя рид трудно осуществимых требований, в результате чего расчет их оо трудности не уступает расчету наиболее сложных оптических систем. В гл. ЪЧ! рассматривается несколько новых групп оптических сисшм, недавно появившихся; среди нвх оптические линии задержки, фззовые пластииии, иаходкщне приыенеиие в голографии, и т. д. В гл, ЧШ нзлагзютси вопросы вспомогательного характера, например упрощение чнсленнык расчетов частотноконтрастных характеристик (ЧКХ), отыскание «отправных» оптических спеши з архивах вычислительных отделов, определение с большой тачиоспю значений «оказзтелей преломлении дав любой длины волны з широкой области спектра н т, д.

Большую помощь в собирании и обработке материала оказала В. И. Оркииа. Автор выражает ей, а также всем сотрудникам лаборатории и отдела, помогавшим ему советами и замечаниями. глубокую благодарность. ГИКСЕ ( СБ)гЕИТИВЫ ТЕИЕСКСИКЧЕСИИХ СИСТЕМ Основное назначение телескопических снесем — давать увеличенные (в угловом измерении) изображения далеко расположенных объектов; аии используются также для определения направления этих объмаов (в ганом случае окуляры снабжены сетной, крестами нитей нли другими приспособлениями, сонме. щающимнся с наблюдаемым объектом). Телескопические системы состоят из двух частей . - объектива (в расширенном смысле, т.

е. системы, образующей иэображение далеких объектов: зто мажет быть простой двухлннэовый объекйив, или объектив с оборачнвшощей системой призм, или комбинации объективов и коллективов, создающих прямое иэображение объектов, или сложные системы с переменюам увеличением) я окуляра, через который глав (иля иной приемник впала.

гичиого назначения) рзспнатрнвает первичное изображение, создаваемое обыктивом. Окуляр может быть положительным (т, е. заднее фокусное расшояиие его положительное) нли отрицатель. ным (в противоположном случае). Кэк правило, телескопические системы дают большие угловые увеличения, лоле зрения объевтнва значительно меньше поля зрения окуляра и редко превышаег несколько грааусов; объективы обхцшют сравнительно большими фокусными расстояниями и срелнимн значениями апертурнык углов. Чем больше увеличение, тем меиыпе угол поля. Эго объясняетсп тем, по угловое поле окуляра меняется в сравнительна узких пределах 50 — 70' в угол поля объектива определяется формулой гй в' о,ш (С нг = т т У большинства вшуальиых оптических снстем у не менее б — 10; угол поля обьектвва не превышает 5 — 8 .

При таких углах полевые зберрапин (такие, как астигматизм и кривизна пали) малы н исправлению подлежат лишь сферическая аберрапия, кома н хроматическая аберрация положения; при эначнтельных фокус. ммх расстоянипх дает себн знать остаточная хроматическая аберрация — вторичный спектр. В протпвапологкность объективам онулярм отли гаются боль.

швм углом паля зрения, малым фокусным расстоянием, всэпп стане чего исправлению подлежат главным образом астигматнзм, крнвизиа поля зрения, днсшрсия, хроматизм увеличения; сферическая н хроматическая аберршшн положения малы и компен- 5 сируюгся сооташстаеняммн аберрациями объектива. У окуляроа зрачок пмхода находится яа сравнительно бошь3пом рзссгоаццн от их посеедяей поибрхносп~. В силу перечисленных ирвин конструкция окуляров значительно отымается от коиструяцни обьектнзов, вследствие чего целесообразно рассматривать от.

дельно методику расчеш сбъеитизов (будет нзложана в етой глазе) ииеишику расчета окулароя (будет рассматриваться в гл. П) .!. ИЗМИ(И збз ИНВВ Зшташш Нак было указано вмяв, обтлятнвы аригельных труб в пепла. ляюшем чапае случаен обиедают маеыми углами поли' зрения к дояольяо значительным фокусньш 'расстоянием прн.

небольшоб величине волн зрения; яспраалеяию подлежат а(прическах абеорапия, хроиатнческзя зберрацян полажейия н кома. Проссейшед оптнческоя системой, удоалегзоряЮшей тр«и условиям нспреааеиия сферической аберрации. комы и хроматическоа абсррешш пошасеиня. ааляеша дзухлннзозыа склеенный объехтив нри иадлшкашем" подборе стекол. Действительно, прн заданных марках стекол дзухлияэовыб склеенный объектна обладает тремя конструатизнымн ъаемеитаия, например радиусами, и может удонлепврять трем условиям одно нз которых — условяе масштаба, опреаеляюшее зиачтярф расстояния межау сбьекгом и изображением или значение ф(жуан яого расстояния, а два других условна бтиосятся к испраъаению) абе зияй.

йь' хлнязоаме силееяиые обьешнны шегде могут рассиат(н(В заться в первом Цряближенни каи бесконечно тонкие комцонеи так как влияние толшни линз мало, и им можно пренебречь крайней нефе в первом приблизшнни. Формула н !7, пгр. ба при я, и 1 пряиямает нид ДЩ ' б °, ( ° .( (Уз) Р б (бит.~. 3) в) м.Р + (Врпг + азам) и'ил + Втид; Дб(У б() ( з ( бра) ( РВ и(У ( (б ( Увб )(уар Дла биншиечао тонкого иамишишш при любом полохшнря, предыагз яь3еем! 8, йР; Ягг РР— У)У; лнг ~аР— 27 ь~)Р+г Ф; В,т т РЬ+~л причемдге+фа 3: аг 'нл б, ф Р— ЗУ ф+-ф(З+ я) Э. Здесь и' я Оу — апертуряие углы в пространстве изображевия; йг угол поля в пространстве предматов; Ь оэв =а'Зт эй так как а' =1; Ф ="'; у в'а'!' (х' — э') р', ь ййе ' — угол второго параксиальиого луча с осью в проч!реястве [ б рэжеипй; Р хр! к, йрв юом р, правят равным азвиике. Как валко из формулы (Ш.З)) работы 171, величины Р я % тут быть выражены линейно через осиовпые параметры Р и %, лпчаюжиеся от Р в % тем, что а, О, и' = 1.

Формулы, сввваюжие Р п Вг с Р н %, имеют ввд: Р = [а' — и)' Р + 4и (о' — а)' % + и (о' — а) (Зз (2 + + и) — о'1; 1Р = (и' — а) э% + и (а' — и) (2 + и). В обратиог Р—,— [Р— 4аР-[-о(и' — и) [(4 1-2п)м+иЦ! ! % — и — )з. [Зг — м(о' — и)(2+и)[. ! В наиболее часто Встречюошемся частном случае, когда ййтюг ег яа бесзоиечяостя, а О, формулы юж сумы упро. ся,особепко,еслпприйятьд! = !,г' = 1; призтомХ = — 1! 3, = Р; Зп РР+%; Зг)! Р'Р+2О%+ 1; 3!т,- я; 3» = р*Р+ Зу'%+ у(3+ и). пп к з даой выл склеек вык обьеигявал всегда близка к 0,70. м образом. все суммы определяются Оараиырамв Р й % азией вюычяпей я.