Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. - Теория оптических систем (1060803), страница 2
Текст из файла (страница 2)
стемах 114. Связь между параметрами 1-го н 2-го вспомогательных лучей 115. Преобразование сумм Зейделя для оптической системы, состоя. шей нз тонких компонентов 116. Основные параметры тонких компонентов 117. Аберрации оптических систем с несферическими поверхностями 118; Расчет оптической системы на минимум сферической аберрации 1!9. Расчет двухлиизоного склеенного объектива, 120. Расчет двухлинзового несклеенного обьектнва 121.
Расчет светосильного двухкомпонеитного объектива 122. Расчет объектива типа триплета . 123, Расчет зеркальных систем 124, Расчет зеркально-линзовых систем 125. Об автоматизированной коррекции оптических свстем на ЭВМ 126, Суммирование аберраций 127. О допусках в оптических системах 128.
Оценка качества изображения по результатам аберрационного расчета 129, Волновая аберрация оптической системы Приложение 1. Отражательные призмы . Приложение 2. Программы расчетов оптических систем на программируемом микрокалькуляторе ПМК Приложение 3. Пример оптическою выпуска Приложение 4. КИПРОС вЂ” комплекс инженерных программ расчета оптических систем на микрокомпьютере «Злектроника МК-85 Список литературы Предметный указатель Именной указатель 339 343 346 349 353 357 362 366 369 37! 374 378 381 386 389 393 398 40! 406 415 429 434 440 44! 447 ПРЕДИСЛОВИЕ Оптические приборы и системы в значительной степени определяют научно-технический прогресс во всех областях нашей деятельности.
Их используют для исследования природных ресурсов, в экологии, медицине и генной инженерии, металлургии, в машино- и приборостроении, кинематографии, телевидении и связи, космонавтике и астрономии, сельском хозяйстве и пищевой промышленности, в химии, ядерной энергетике, полиграфии и в других отраслях.
Оптические системы широко применяются в устройствах получения и переработки информации, управления современной техникой и технологией. Задачи автоматизации, повышения точности и быстродействия, а также расширения диапазона действия во многих случаях успешно решаются с помощью оптических систем. Создание и совершенствование оптических электронных приборов н систем развиваются по пути использования автоматизации на основе средств микроэлектроники и вычислительных машин; широкого использования лазерной техники; применения перспективной элементной базы (приемников излучения, новых оптических материалов, несферических, дифракционных, градиентных, волоконно-оптических и оптикс-акустических элементов, модуляторов на твердых и жидких кристаллах, пленочных поляризаторов и др.); широкого внедрения автоматизированного проектирования и агрегатно-модульной структуры приборов; автоматизации сборки и юстировки приборов; совершенствования самонастраивающихся систем (адаптивной оптики); разработки и использования прогрессивных технологических процессов.
Специалисты, способные творчески обеспечить выполнение далеко не полного перечня указанных направлений совершенствования оптических приборов и систем, должны обладать фундаментальными знаниями по дисциплинам, определяющим научную основу специальности. К ним в первую очередь относится курс теории оптических систем. При отборе материала для учебника в соответствии с программой курса теории оптических систем были поставлены следующие задачи: изложить основные понятия и дать зависимости, необходимые для обоснования действия оптических систем; описать важнейшие детали и узлы, входящие в состав этих систем; ознакомить с теорией основных видов оптических систем (микроскопов, телескопических систем, фотографических объективов и проекционных систем); подготовить читателя к выбору принципиальной схемы оптической системы и к обоснованию исходных данных для ее расчета (таких, например, как увеличение, угловое или линейное поле, разрешающая способность, габаритные размеры).
Естественно, что кроме основных видов оптических систем рассматриваются такие системы, как фотоэлектрические оптические системы, системы для лазеров и голографии, системы двоякой симметрии и др.; показать читателю методику выполнения габаритного и энергетического расчетов оптических систем, в результате которых определяются фокусные расстояния отдельных компонентов, их взаимное расположение и световые диаметры, положение и размеры входных и выходных зрачков. Полученные параметры позволяют приступить к последующему аберрационному расчету с учетом требований к качеству изображения или, что иног,"ч бывает целесообразно, подобрать компоненты (узлы) системь а затем проверить их взаимное согласование для удовлетворения требований технического задания (в том числе и по качеству изображения); помочь читателю освоить основы аберрационного расчета (аберрациониую коррекцию) оптических систем (с использованием ЭВМ).
Для приобретения практических навыков по проектированию оптических систем поыимо примеров, приведенных в тексте учебника, читателю будет полезно использовать учебное пособие «Сборник задач по теории оптических систем» (Л. Н. Андреев, А. П. Грамматин, С. И.
Кирюшин и В. И. Кузичев. М,: Машиностроение, 1987). Авторы выражают глубокую признательность В. В. Некрасову, В. Н. Рождествену, А. В. Самуйлову за помощь, оказанную при издании настоящего учебнпка. Предисловие, введение, гл. 1 — ЧП, Х1, ХП, ХЧ11, ХХ, прил. 1 написаны Н. П. Заказновым, гл, ЧП1, Х, Х!Ч вЂ” ХЧ1 и п, 112 — 117, 125, 127, 129 гл.
ХХ!, прил. 2, 4 — С. И. Кирюшиным; гл. 1Х, ХИ1, ХЧ1П, Х1Х, п. 1!8 — 124, 126, !28 гл. ХХ1 и прил. 3 — В. И. Кузичевым. ВВЕДЕНИЕ Оптической системой называют совокупность оптических деталей (линз, зеркал, призм, плоскопараллельных пластин, клиньев и др.), обеспечивающую определенное формирование пучков световых лучей. Теория оптических систем объясняет их действие, методы создания и оптимизации, используя арсенал средств современной оптической техники и технологии, физики, вычислительной техники и других областей науки и техники. В различных областях нашей деятельности применяют самые разнообразные оптические приборы: микроскопы, фотоаппараты, геодезические и астрономические приборы, проекторы, контрольно-измерительные приборы для линейных и угловых измерений, интерферометры, киносъемочную и кинопроекционную аппаратуру, спектральные приборы и рефрактометры, медицинские оптические приборы и др.
Кроме того, оптические системы с лазерами широко используют в голографии, технологическом оборудовании, медицине, для образования плазмы, в локации, связи, для записи и воспроизведения видеоинформации и т. д. Оптические системы, являющиеся основной частью каждого оптического прибора, целесообразно разделить на следующие виды: микроскопы (предмет находится на конечном расстоянии, а изображение — в бесконечности); телескопические системы (предмет и его изображение находятся в бесконечности); объективы (предмет находится в бесконечности, а его изображение — на конечном расстоянии); проекционные системы (предмет и его изображение расположены на конечном расстоянии от оптической системы).
Заметим, что совокупность изображений точек предмета— изображение предмета — заполняет пространство, которое называют пространством изображений, а сам предмет в виде сово-- купности точек заполняет пространство предметов. Как пространство предметов, так и пространство изображений заполняют все пространство. Существуют и такие оптические системы, которые не создают изображение, в какой-то степени подобное предмету, а за счет перераспределения лучей образуют, например, некоторую равномерно освещенную площадку, которая является интеграль- 9 ным изображением предмета.
К таким системам относятся оптические системы осветительных, фотометрических и некоторых фотоэлектрических приборов. Однако и в этих системах имеются узлы, например, в виде объективов. Широкое применение разнообразных оптических приборов и других оптических устройств сопровождается совершенствованием основных характеристик, таких, как светосила, линейное или угловое поле и масштаб изображения, при условии получения хорошего качества изображения, Для прогресса оптического приборостроения весьма важным явилось внедрение ЭВМ в практику расчета оптических систем.
В создание оптических систем и их теоретическое обоснование большой вклад внесли многие ученые, имена которых присвоены оптическим явлениям, системам и аналитическим зависимостям теории оптических систем: Галилей и Кеплер, Снеллиус и Декарт, Ньютон, Гюйгенс, Грегори, Ломоносов, Эйлер, Гаусс, Зейдель, Петцваль, Аббе, Рэлей, Мандельштам, Рождественский, Вавилов, Максутов, Лебедев и многие другие.
Капитальным трудом, в котором изложена теория оптических систем, являются лекции Э. Аббе «Основы теории оптических инструментов», записанные и изданные его учениками Чапским и Эппеиштейном в конце Х!Х вЂ” начале ХХ в. Наши соотечественники Н.,М. Кислов и А. И. Тудоровский явились инициаторами подготовки квалифицированных специалистов по разработке оптических приборов. Их капитальные труды долгое время служили фундаментальной базой для обучения кадров нашей оптической промышленности, Советская высшая школа по подготовке инженеров-оптиков в Московском государственном техническом университете имени Н.
Э. Баумана, Институте точной механики и оптики (Санкт-Петербург), Московском институте инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии, Киевском политехническом институте и в других вузах под руководством ученых-педагогов Д. С. Волосова, Д. Ю. Гальпериа, В. С. Игнатовского, М. М.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
