Слюсарев Г.Г. - Расчет оптических систем (1975), страница 15

Вычисления похавыввкп, что нн при каких комбинациях а, н Яц нелшя получить для параметров Ро ..., %,жютаточно благоприятные значения. В табл. Н.т даны числеяные значения зтих периметров для всех комбинаций йц н ам приведенных в табл. И.2. Т з из ггт Взшшггьшь не Шг 3 л чвзянв Р ( дяя спмв ен евгвтзв евуляза в вептмвзв иь и Лп В втой же таблице для квждого компонента даны величины Р „, определяющие до некоторой степени возможность изготовлейня компонента, так кзи ббльшие по абсолютному значению Р, приводят к ббльшнм оптическим силам линз компонента н к большшз крнвнзязм позерхностей.

Наиболее благопрнятнме ревультвты дает комбинация йп = 0,20 и и, 0,80. По мере уменьшения значений а, уменьшаются значения Р „ио вместт,с тем уменьшаются н расстояния от вхолиого зрачка да первой поверх. ности окуляра; зго делает невозможным применение таких оку. пиров с короткими фокусными расстояниями. Без дачьиейгиих вычислений ясно, что ке существует хоро. щего решения хадичи для окуляра Рамсдена Лаже при самом широком его обобщении. Можно попытаться улучшить результаты, идя на уступки в отношении некоторых вберраций, например, 444 сферической аберрации нлн дисторсии.

Расчет покэзыввет, что такие уступки дейшвительно улучшают конструкцию, увеличивая радиусы поверхностей, и уменьшают аберрации высших порядков, иа вместе с тем прнблнжвют обобщенный окуляр к классическому окуляру Рвмсдеиа. Очевидно, коыяромнссные типы окуляров с коррекцией, несколько превышающей коррекцию окуляра Рвмсдена,нзкодятся между онуляром Рамсленэ иэ двух простых линз н обобщенныы окуляром Рэмсденэ нз пнул склеенных ком. поиеитов и притом имеют довольно простую конструкцию. Такими являются окуляры Кельнера и симметричные окулнры. йпйрзпейяыв гярн вауйлрав Пале зрения в 40', даваемое старымн окулярами Рамсденз и Гюйгенсв, не удовлетноряет современным повышенным требования», предъявляемым к оптическим системам.

Увеличеггне поля до 50 — 60' н даже до бб' приводит к ряду усложнений, к приме- и ия д о но т етых л из срэвивте ио больших «ривезн поверхностей; на креях поля появляются большие вберрвнни высших порядков, и меюдикя расчета, успешно применяемая для окуляров Рамсдена и Гюйгенса, должна быть нвмененз. Так как рвсчеты окулярон и объективов телескопических систем приходится делать чаще, чем расчеты каких-либо других систем, то методы индивидуального расчете окуляров Лля наждого отдельного случз» не рвцианальиы. Вполне целесообразна произвести ззраиее систематическое исследование каждого типа окуляра с целью выяснения влияния всех конструктивных элементов на его аберрации н обработать результаты исследования в тяпам виде (графики, твблнпы), чтобы по заданным условиям можно было без расчета найти если не окончательные конструктивные эле.

менты, то во всяком случэе настолько близкие к ннм, чтобы переход к окончательным влементвм требовэл наичеиыпего количества изменений. Такие методы обработки будут даны прн рассмотрении некого. рых типов онуляров (например, онуляра Келльнера). Характеристика окуляров и компенсация аберраций. Кви было изложено выше, у акулярв подлежат испрзвлеиию следующие вберрэиии; кома, асгнгматизм — в первую очередь, сферическая аберрзшгя, обе хромзтические аберрации н днсторсия — поскольку возможно. Сферическую аберрацию н хромятичесную аберрацию положения при отсутствии сеток нли иных зиэнов в фокэльной плоскости акулярз можяа вовсе ие исправлять, компенсируя аберрацию окуляра соответствующим образом выбранной зберрацяей обьектнва.

Широкоугольные ануляры должны быть испраз тены также в отношении кривизны поля. Прн длиниофокусных окулярах необходимо следить и ва аберрацией в зрячие. Таким образом, глазное внимание должно быть обрвщено нэ кому и астигматнзм; для оценки ик полезно вычислить в обратном го г.го г гэв ходе аберрации одного нли двух пучков конечной ширины, наклонных н оси под углом эо Удобно вести вычисления следу. ющнм обрезом. Главный луч наклонного пучин рзссчнтыввегся в прямом ходе нз центре Р, (рис.

П.р] входного зрвчкз; па выходе нз окуляра зтот луч пересекает ось в точке Р' — центре выходного зрачка — под некоторьзз углом ю'. Далее рассматриваются одна нлн две пары лучей, обрвзуюшнх с осью тот же угол ю' и пересекающих плоскость выходного зрачка Р' в точках М„ н М , рзсположенных синметрнчно относительно точки Р' из равных рзссюяннях и, от нее. Ход зпш лучей рассчитывается чеиез окуляр в обратном направлении н вычислпются ордннзты Рнс, ы,з н 1' „, их точек пересечения !., я !., с гвуссовой плоскостью изо- ' бРЗжЕНИЯ Гд ПУСТЬ $ — ВЫСОта тОЧКН Ь, ГДЕ ЛУЧ Рго ЦЕРЕСЕКЗст зту же плоскость до преломления через окуляр.

Введем дяе велш чины я и Ы". )1!.16) Величина й харзкшриэует кому окуляра, з Ы' — некоторую величину, зависящую сложным обрезом как от понеречкой сферической зберрзции, так и от мерядяовелышй признаны изображения а еще от некоторых аберрвпнй высшнд порядков. Первая нз величин Д приблизительно пропорциональна Зпш))йюг, з вторая Ы' — велячнне Аш)+ Влог !й* мг, где А н В, в сыно очередь, пропорциональны соотвегсгвевяо сумме,8~ и сумме 35пг+ 1%т По полученным поперечным аберрзцням й я Ы' вычисляются угловые аберрзцвв делением ня фокусшж расстояние и умножением на 3440, что дзег нх вырвжеввя в угловых минутах. Очень сущестшнна прн выполяеяни расчетов взгляднс представлять геометрическое значение н знак величин й и Ы', . Велвчнвз й положиыльие гбгда, когда полусумма высот пересечения для крайних лучей больше, чем высоте длв среднего луча.

Если 'нрв втам высоты положителввы, то такую кому можно нязывзть внешней; хвост пятна рассеяния отстоит дзлыне от ося, !йе чем его ядро. Еслн высоты атрнцательпм, то такая нома является ° внутренней». Для харакюркстнкн пучка понятна <внешней» н <внутренней» комы более удобны, чем зелячнна поперечной комы, так нак знак этой последней зазнснт от знака угла ю„ в то время «ак аелнчнна <внутренней» комы не меняется прн нзмеяеннн знака угла ю,. Как правило, обьеатнвм зрятельных труб, бнноклей н т. д. нрп комбннацняк <крон апередн» обладают ° внутренней» 'камой н для «омпенсацнн необходнмо, чтобы кома окуляров была также внутренней, т.

е. прн отрнцательных ю, н положительных Г еелнчнна д лолжна бить атрнцательной. Вообще же нужно помннть, что кома окуляре, рассчнтанная 3 обратном ходе, дол- Д1 жна носить тот же харвнтер, что н коме обьектнва, т. е. должна бмть э, <внешней», если. она «внешняя» у сбьектннз, н <внутренней» вЂ” в про- г тююположпом случае. л» Вместо пелнчннм ЬГ, знак кото Рн<. П.10 рой зависит от порядка, в ко~ором вмчнтаются ордннаты 11., н '1' , удобнее ввести другую аберрацию, нэмеряемую расстоянием Ьх' от гауссоаой плоскости нэображениям до точкн Т пересечення двух лучей +т, н — ю,. Еслн обозначнть через и.'1 н и', углы лучей +ю, н — ш1 с осью после нх прохоншення через оп<тему, ъ» Ьх' связано с Ь1 следующим саотношеннем, очеандямм нз рнс, П.10: Г <Я э 1 <К « Услоннмся считать, что евсина перенспраплена в отношенин зберрацнн ЬГ, если Ьх' ) О, т.

е. есля Т лежит правее гауссовой плоскостн, я что опа неконспразлена в отношеннн ЬГ, если Ьх' ( . Ш О, т. е. еслн Т лежит левее гаумопой паоскостн. Почтя нее компоненты тслескопнческнх сне<ем обладают отрицательным значеннем Ьх'1 только в окулярах н нзредка в других сложных системах удается получать Ьл' положительную. Прн кснравлеавн аберрация ЬГ надо помннть, что если сншемв, Стоящая впереди окуляра, недонспразленв и отношеннн этой аберрации, что обычна имеет место, то для компенсацнн пух<но, чтобы окуляр прн расчете в обрином ходе обладал перенспрааленной аберрвцней; прн этом нелнчннм Ьл' для обенх частей оптнчепкой спстп<м, рзссчнтываемых навстречу друг другу, лолжны быть раанммн по значенюо, но прпгяаоположнымн по змайу.

Еслв же первая пасть системы перенспразлена, то окуляр в обратном ходе должен бьгть недоиспраален. Для комы должно нмюь место вропшоположнсе соотношенне: аелнчинм й, вычисленные в обеих частях — обьектнаиой 1С' 141 и окулярной — опти«вской снсшмы «навстречу» друг другу, должны иметь один н тот же характер, т. е. быль либо одновременно шнутренними», либо одновременно «внешнимн». Прн вычислении хода лучей в обеих частях «навстречу» нужно, чтобы наклоны ш, пучков в среде предмета для объектива н ш'— в среде изображения для окуляра в обратном ходе были связаны соотношением величины ш, и ш' также лолжны быть связаны соотношением — =т где ш, и ш' — ордннаты точек пересечения луча с вХодяым и выходным Зрачками всей системы соответственно; у — увеличение телескопической системы.

Для компенсации сферической и хроматической абеурацнй обеих частей системы нужно, пабы обе аберрации в продольной мере имели противоположные знаки. Как н в случае кривизны поля, удобна говорить о недоисправленин в случае отрнцательиой продольной аберрации нли о перенсправлеиин з свучзе положительной продольной аберрации, помня, что простая линза обладает отрнцательнымн продольными сферической н хроматической аберрациями. Что касается дисторснн, то, имея в виду комиенсвцию, удобно выражать величину днсторсни в процентах, соблюдая те же нрзвила, что и для комы.