РПЗ (1060775), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

мм.

Диаметры D’₁ и D’’₁ определяем по формулам (1) и (2). В нашем случае . Пусть призма будет изготовлена из стекла К8, показатель преломления для основного цвета n_e=1,5163. Расстояние s'₁=e₂=24 мм.

, мм.

мм.

мм.

Наибольшее значение диаметра D₂=15,8 мм. Добавляем примерно 4 мм на фаски, крепление, юстировку, тогда

мм.

Таким образов, основные размеры призмы:

Определим расстояние е₁ от задней главной плоскости объектива до призмы:

,

мм.

Таким образом, мы определили размеры призмы и ее положение в системе.

4.РАСЧЕТ ХОДА ЛУЧЕЙ ЧЕРЕЗ СИСТЕМУ ТОНКИХ КОМПОНЕНТОВ

Для ориентировочной оценки поперечных габаритов системы, удаления выходного зрачка, представим систему в виде двух тонких компонентов – объектива и окуляра – и рассчитаем ход осевого и наклонного пучка лучей по формулам углов и высот:

(4),

(5).

Призму в данном расчете заменим плоскопараллельной пластинкой, редуцированной к воздуху, т. е. ее толщина будет .

Рис. 5. Ход лучей через систему тонких компонентов

1) Расчет хода верхнего луча осевого пучка:

, мм.

,
,

, т. е. выходящий из системы луч осевого пучка параллелен оптической оси.

2) Расчет хода верхнего луча внеосевого пучка:

, мм.

,

мм,

.

3) Расчет хода главного луча внеосевого пучка:

, мм.

,

мм,

.

По главному лучу можно определить положение выходного зрачка:

мм.

4) Расчет хода нижнего луча внеосевого пучка:

, мм.

,

мм,

.

5) С учетом найденного значения мм, найдем высоты лучей в плоскости выходного зрачка:

1 луч: мм.

2 луч: мм.

3 луч: мм.

4 луч: мм.

Сведем полученные результаты в таблицу:

		, мм		, мм		, мм
1 луч	0	10	0,0630	-2,62	0	-2,62
2 луч	-0,0524	5	-0,0200	9,04	0,2120	-1,31
3 луч	-0,0524	0	-0,0524	10,58	0,2120	0
4 луч	-0,0524	-5	-0,0849	11,89	0,2120	1,31

Из таблицы легко можно видеть, что входящий в систему наклонный пучок не теряет параллельности. Кроме того, существующее в системе виньетирование сохраняется, и диаметр наклонного пучка лучей в плоскости выходного зрачка равен половине диаметра осевого пучка в этой же плоскости.

5.ВЫБОР ОКУЛЯРА

Основными характеристиками окуляра являются фокусное расстояние f' , с которым связано видимое увеличение окуляра , угловое поле в пространстве изображений и диаметр D' выходного зрачка. Кроме того, положение выходного зрачка косвенно связано с задним фокальным отрезком и определяется расстоянием , а нам необходимо обеспечить определенное удаление выходного зрачка системы для возможности совмещения его со зрачком глаза наблюдателя.

По результатам габаритного расчета получены следующие данные: мм, . По каталогам окуляров, применяемых в телескопических системах, определяем, что для окулярного углового поля до 40 можно применить симметричный окуляр. Этот окуляр имеет f '_ок=25 мм; s'_F'=18,810 мм, s_F=-18,810 мм;

S’p0=-199 мм, S’p’0 =25,01 мм.

Конструктивные параметры системы окуляр и призма:

Радиусы Толщины Материалы

109,650

2,4 Ф2

33,730

12,0 K8

-48,750

0,16 воздух

48,750

12,0 K8

-33,730

2,4 Ф2

-109,650

53,960 воздух

∞

71,16 К8

∞

мм, мм, мм, мм.

Найдем удаление выходного зрачка:

Аберрационный расчет окуляра с призмой в обратном ходе лучей приведен в приложении 1.

6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ АБЕРРАЦИЙ ОБЪЕКТИВА

Известно, что монокуляр не будет искажать изображения наблюдаемых предметов, если аберрации объектива компенсируют суммарные аберрации окуляра и призмы.

Тогда объектив, очевидно, должен иметь:

а) сферическую аберрацию

где – поперечная сферическая аберрация оптической системы окуляр+призма в обратном ходе;

б) меридиональную кому

где – меридиональная кома оптической системы окуляр+призма в обратном ходе;

в) хроматическую аберрацию положения

где _{1,2,ок} – хроматическая аберрация положения оптической системы окуляр+призма в обратном ходе.

Во многих случаях оказывается достаточным исправить в оптической системе монокуляра сферическую аберрацию, хроматизм положения и аберрацию кому или только сферическую аберрацию и хроматизм положения.

Так как для расчета используется программа «OPAL», то целесообразно проводить совместный расчет аберраций окуляра и призмы в обратном ходе лучей. В результате такого расчета были получены следующие данные:

-поперечная сферическая аберрация окуляра + призмы по краю входного зрачка

мм,

- хроматизм положения:

мм,

-меридиональная кома:

мм.

На основании формул (6), (7), (8) из условий коррекции аберраций окуляра и призмы аберрациями объектива получим следующие аберрации объектива:

мм,

мм,

мм.

7.РАСЧЕТ ОБЪЕКТИВА

Мы должны рассчитать объектив со следующими характеристиками и аберрациями: фокусное расстояние f _об= 160 мм, относительное отверстие 1:8, угловое поле 2=6°, сферическая аберрация y_об=0,002367 мм, меридиональная кома y_к,об=0,000895 мм, хроматическая аберрация положения s_{1,2,об} = -0,08896 мм. Простейшим вариантом решения является двухлинзовый склеенный объектив.

Расчет двухлинзового склеенного объектива может быть выполнен по одному из известных способов. Будем использовать метод расчета двухлинзового склеенного объектива, разработанный проф. Г. Г. Слюсаревым. Расчет по этой методике выполняется с помощью специальных таблиц, позволяющих выбрать такую пару стекол, при которой можно исправить хроматизм положения, сферическую аберрацию и уменьшить меридиональную кому. Позднее этот метод был дополнен С. С. Трубко. Так что будем пользоваться таблицами Трубко.

Предполагая, что аберрации высшего порядка отсутствуют, принимаем, что аберрации объектива равны аберрациям третьего порядка. Осуществляем переход от заданных аберраций объектива к основным аберрационным параметрам Р W и С объектива (при d_об=0).

поэтому крон впереди.

С=-0,000557

Таблицы Трубко дают возможность подбора комбинации стекол для дискретных значений параметра C: ±0,0060, ±0,0040, ±0,0020, 0,0000.

Так как нужное нам значение С (С=-0,000557) не совпадает ни с одним из этих значений, прибегнем к интерполяции. Сделаем интерполяцию с помощью программы «INTERPOL». В результате выберем комбинацию стекол ЛК3/Ф1, для которой:

, , , ,

Определяем значение :

Определяем значение Q:

Примем Q=-4,633.

Выбранные марки стекол имеют следующие параметры:

Вычислим радиусы кривизны тонкого объектива:

Конструктивные параметры тонкого объектива:

Вводим реальные толщины линз.

Вычисляем приближенные значения стрелок прогиба положительной линзы:

Для отрицательных линз

Делаем перерасчет радиусов для линз конечной толщины.

Приведенные значения толщин линз и высоты первого вспомогательного луча (h_k) в объективе с конечными толщинами равны:

Для объектива с реальными толщинами получим следующие конструктивные параметры:

Проведем аберрационный расчет данного объектива в «OPAL» (приложение 2) и сравним реальные значения аберраций с теми, которые мы хотели получить:

8.АБЕРРАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ ПРИЗМЕННОГО МОНОКУЛЯРА И ОЦЕНКА

КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ СИСТЕМЫ

Характеристики

Список файлов домашнего задания