Слюсарев Г.Г. - Расчет оптических систем (1975) (1060808), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Иссдедав» «е п расчет свегаснльв!«к вфак»»ы « а мредкамиоиенгн ««испм лере сп»сг увели»и н, пренса«е«ьп в ка. чес с насела» к сбыкт«свм длд епрср впага нвмс е«н«фмусюгга р»сета«в«. Ав Реф, канд. днес. Л., ГОИ, 19%, !5 с. !3. Спфвнс»пй М. С. Пвраксисльимс «лементм «паксмпсюевтнмх ! л . с«спичсскнх смогем перемен а а увы«пни«.— ОМП, 1964, Ш 3, с. 42-46. 14. Шынп» М, Г. В Ыр иск%пса пюп бы«пы с перыыемм фыу имм Р»с таянием а састнащс««я мю«ду сг м«%2 и»пнчсакнм» парьмюр»м .— ОМП. !968, !0 В, с. 28 — 32. 15, Шип»и» М. Г, Объект«вы с ынрмг«м питере» ом «сменен«я Вюкусмм Рве юн«9. ОМП, 1967, !0 4, с. 54-65.
16. Шва нн М. Г. Рычаг армм в»ьнап аб с вкрвтнчвщак объект«- вав бмыюВ крат»ест» лвв Вн пере»вша и »вся «ам«аде«ге»«.— ОМП, 1969, Ы 8, с. 22-25. 17. Швв н М. Г. Рес с в«акрин»«сыта об«поп»в.вввс «г ьтв п»Ю бм Ш дрвгнасгн.— ОМП, 1970, 19 1, с. 25 — 27. 18. Шва»и Щ Г. И след вн«повсе абьскв псы»рак» а иипрв«вмвив снсмояфснусв пресса п .Ав р ! «»л.ласс.Л.,ГОИ,1971,щс. 19.
Впщ!сы 1. ЗОБА, 1958, . 48, Ы 3. 320 вь вьауаь А. н Оргга! Впь н ы т аыо, и ьы ии!н Ноое, ЫУО. 21. Сеп А. А. 5уиеа о! Синее! Оеьип. Аопьоп-иео уо ь, 1964. Ы. Оен уег т. К. «Вги, уопгп, оу Рзо1., !ЫЗ, 3, а. 23. Оаоуа !..Иег.
ь Ориоиа, !934, !. 3', и 3. 24. !Ниии! А. Орггаг !ие3гоаепге еиь теигп36еа. Иепагие, гогь! Ргаа, !976. 26. Ипу Во КоЬг 36 Непбзаи Ьег вваеп 5бгевисЬеп Рзе1 игерЫе. Н340, зрИПИЕг, !933 — ЫЗУ. 26. Нори!пи Н. Н Ргее, 01 Еопбеп иауег. оп гр1, 1пе1ппп. Ьопьоп, 1960. 27. Иорипе И. Н ОР3344! 1~геаю34 «пб ТевпЫпее.
Ие~ае334, Ог!е! Ргае, ЫРА 23. КегЬег А. 42. !. 1пеоаоеи3пп 1916. ВЬ. 36. 29. Оп Н. РгосеЫ3пЫ оу Эе Ороепг ОаеепИоо. 1опбоп, 1926. 30. Копг Н. ТЬеог3е ппб ОеегЫеае Ьа РЬоо згврз3аз и ОЫеегга. Вег31п, зрггибог, 31. %зев Н. 2. 1. Тегзп, РЬуе.п Ы32, ВЬ.
13, И 10, 32. Ызпегасзг!Ь К. !3п!НеиеЬ пбе гиг Оеоае1г. Ор!Н ИЬ Сйг. АЬЬ, !206, И.ГА. И ! — З. 33, Нуииео. С, ОрИгп! !и!!ге епп е ЬТесЬ гоиее. Ме ЫИе, О Ьгргеае, 1970, 2! г. г. с р раааа )Е ЗЕРИЗИЬИЫЕ И ЗЕРИЗИЬНВ-ИИИЗВВЫЕ ЗИЪЕИТИВЫ г. ВЯнщзпб щтю Обособленно стоит большая группа оптических систем, полу. чившая в последние годы большое развитие главным образом в сеязн с расширением диапазона применяемых длин вол» в на.
правлении инфракрасной и ультрафиолетовой областей, а именно группа зернальиых н эернальна-линзовых систем. В этих системах главная раль в обраитвеннн изображения отводится отражающая поверхностям, не вызывающим хроматических аберраций. Пршгом. ляющие поверхности вводшся в систему прежде всего с целью исправления аберраций, и, как правило, линзы, принадлежащие еернальио-линзовым системам, обладают сравнительно иеболь. шими оптическими салама. Предлагалнсь и таяне зеркально-линзовые системы, в которых основным элементом, образующим изображение, является лииза (так называемые меднельные системы), ио в настоящее время они вышли из употребления из-за рада недостатков и в этой главе под но рассматриваться не будут.
Т7' оявлевие зеркально.линзовых систем обязано тому обстоятельству, чю Ньютон, обнаруживший явление дисперсии н проавэлиэирававшия его законы, пришел к неверяому выводу о прин. ципиальноп невозможности испраенть хроматическую аберрацию оптических системс состоящих только из преломляющих элементов. Ои предложил отказаться от последних и переходить н снстемам из отражающих поверхностей, остаеляя линзы для ону. пиров, в которых вред, вызываемый дисперсией, менее чувствителен.
Хотя в до Йьютоив была спроектирована Кассегреиом его двулзеркальнэя система, ао лишь Нывши сумел разработать прием мзпжоплеаня первых эерввльиых телескопов, ои сам со. ставил п сплав'для обоих зеркал. Несмотря иа то что вывод Ньютона о приипнпиальиад иеаозмшкиосгн исправления хроматическои аберрации был неверен, все.же на практике оказалось невозможным исправлять поляостью зту аберрацию в длиняофокусиых линзовых обьективах.
Первичную хроматическую аберрапию цаучилнсь исправлять полстолетия спустя после смерти Йьютона; для поправления вто. ричного (остаточного) хроматизма необходимы специвзьиме мархи стекоя сложяого сосшве, шяорые не удается изготавливать в большик заготовках, необходимых, например, для астрономических объективов. Таким образом, зеркальные (я зеркально-линзовые, в южорых линзы играют лишь роль компенсзторов аберраций) системы имеют па сравнению с линзовыми то преимушество, что в инх возможно полное исправление хроматических аберраций прн любьи фокусных расстоянияк н апертурах системы.
Зто преимушество оказалось поыпным н для объективов микроскопа с большой апертурой, хотя здесь исправление хроматической аберра. цин «е представляет больших затруднений благодаря тому, что малые размеры линз минрсскопа позволяют применять любые стекла н даже кристаллы. К преимуществам зеркально-линзовых систем по сравнению с линзовыми отмосится также возможность построения объективов короткой длины с большими фокусными расстояниями.
Известно, что линзовые телеобьективы, длина которых короче длины обычных объективов, обладают большими остаточными хроматическими аберрациями и значительиои, обычно переисправленной кривизной. При всек прочих равнык условинх(одинаковые длина, фокусное расстояние, отиссительиое отверстие) зеркально-линзовые системы обнздают значительно меньшей кривизной н почти полным отсутствием хроматических аберраций. Еще в начале ХЧП в.
фравцужикй физвк Кжсегрем предложил схему телескопа, состоящую нэ большого вогнутого параболокдального н мьэого выпуклого гнперболовдального зеркал. но этот телескоп не был построен. Одновременно с Ньютоном Грегорп прелложнл схему. в которой, в отличие от Схемы Кэссегреиа, второе зеркала было вогиугьш и зллишюидальным. Приицнпиаль. нос различие этих двух схем в том, что в схеме Грегори имеется промежуточное действительное изображение, что, в честности, позволяет устранить пгаразигные» лучи, иензбеишые в схеме Кзссегреиа.
Прошло больше 200 лет, прежде чем вынвнлась возможи»ють ввести усовершевстшюание в конструкции двухэеркальньш сисхем типа Ньютона, Кассегреиз и Грегори, исправленных толька в отношении сферической аберрации. В 1873 г. Цеигер 101 ввел на пути выходящего пучка лучей афокальную систему двух линз из одного стекла, яе вносящую никакой' хроматической аберрации и исправляющую сферическую аберрацию и ному. Зта идея впослелствни была предложена (!9!3 г.) Самсоном !7, 81, по-надиному, независимо от Ценгера. К сожалению, системы Ценгера н Самсона не были изготовлены.
В 1931 г. Росс !9, 10)юютавнл перед фокусом параболоилального зеркала афональиую систему липа, подобную предложенной Цеигером. Этот коыненсатор, ие влияя иа исправление сферической аберрации больиюго параболондального зеркала. исправлял его каму, но при этом сильно уцеличввааась велмчииа астнгматизма. Шварцпгильд Пй! в !904 г, я Кретьен П1! в 1922 г. предложили применять зеркала асферической формы с таким расчетом, пабы исправить сферическую аберрацию в отступление от закова синусов.
Шварцшильд достиг этого результата решением системы двух дифференциальных уравнений. Кретьен пришел к подобным результатам иа основании теории аберраций З.го порядка, Системы Кретьена были иэгоювлеиы и поаучяли бовьшое применение в астрономии. Одиахо телескопы из двух зеркал, как бы сложна ии была форыа зеркал, ивлюгут быль нсправлевы в отмошенви астигма. твзма и по втой причине угол пали *реиия ие превышает 2 — 3 . Необходимо было искать пути к исправлению остальиых аберраций. Это впервые удалось Шмидту Иб! в 1931 г., который испольэовал сферическое зеркало, в цеитре кривизны которого располагался компеисатор в виде пластинки с рдиой плоской оторопей н другой асферической.
Профиль втой поверхности был рассчнтаи из условия компеисавии сйервческой аберрации зеркала. Благодаря тому что центр зрачка располагаешн в цеитре крявизиы, исвравляются автпматически кама, асгигматязм нднсторсин, Пластинка служит входным зрачком. В 1941 г. Л. Д. Д(аксутов заменил компепсатор Шмидта мевиском, морив расчета которого будет подробно изложена ниже (см.
стр, 348 — 349). В дальиейшем было предложено большое число номпеисаторов рэзличнмх типов, «ах афпкальвых ахрпматических, так и более сложмых — двух-, трех-, чегырехлинзовых и т. д. (см. сгр. 342). т. дымя(ш э.ш ити(ж иитаа, щОиаиж а1ниьвиш шигдашп Яйеурайая Я-га аараяаэ аяаей етраиаииай аааа)!авета (ебйэй аз!чай) Поверхиошь будем полагать (аммегричяой отвосителько оси, но дсформироваииой.
Рассмотрим наиболее важный случай, когда е, = оо. Исходя иэ выражений аберраций 3-го порядка для асфервческих поверхностей !4, гл. П), получаем — — — "*+ — ' 'Ъ(1 — -г) — — '"' ~3 (1 — ")' — !~в — †, х (г — х) (2г — х) -1- — (Д + р)э, (1Ч. 1 ) ав гт где !' = — — фокусиое расстояние зеркале; ы' =.
— ! — еперь, т !! туриый угол а пространстве изображений; ю — угол главного луча с осью в пространстве предмета; х — расстояние от вершины Эаэ отражающей поверхности да центра входного зрачка; е — енспеитрнситет меридианного сечения поверхности; й =-!'и'— ордииата точки пересечения с плоскостью входного зрачка луча, падающего иа поверхность параллельно оси (рис. !Ч.1); р =- хв— ордииата точки пересечения с поверхнгктью главного ауча, падающего под углом в к оси н проходящего через пеитр входного зрачка. При выволе формулы (!Ч.1) предположена, что свет в среде предметов рзспросграияется справа налево, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
