р п з !!! (1061187), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

=13,55мм.

Выбираем наибольшую величину из , , D₂, добавляем около 4 мм на фаски и крепление призмы в оправе и получаем

мм.

Таким образов, основные размеры призмы:

а=19мм,

с=49,65мм,

h=21,7мм,

d=67,6мм.

Определим расстояние е₁ от задней главной плоскости объектива до призмы:

,

мм.

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

Определение диаметра полевой диафрагмы

мм.

4.ВЫБОР ОКУЛЯРА

Окуляры являются последним звеном оптической телескопической системы, передающей изображение непосредственно в глаз наблюдателя. Отсюда первым требованием к ним является удаление выходного зрачка, необходимое для совмещения его со зрачком глаза.

Вторым требованием является сравнительная близость к телецентричности хода главных лучей в пространстве предметов.

Основным критерием выбора окуляра является угловое поле в пространстве изображений , которое в нашем случае должно быть не меньше 43 .

Для нашего углового поля подходит окуляр Кельнера. По каталогу его угловое поле , фокусное расстояние мм,относительное отверстие .

Конструктивные параметры окуляра в прямом ходе приведены в Таблице 1

Таблица 1

мм, мм.

Введя коэффициент пересчета

помножим радиусы и толщины на этот коэффициент для перехода к требуемому фокусному расстоянию 20 мм.

Таблица 2

мм, мм.

Кроме того, чтобы правильно определить аберрации и в дальнейшем их скомпенсировать, после выбора типа окуляра необходимо согласовать положение его выходного зрачка с положением входного зрачка монокуляра, в качестве которого чаще всего выступает оправа объектива. В этом случае

мм.

Дальнейшие операции с окуляром будем проводить, обернув, то есть в обратном ходе лучей. При этом выходной зрачок становится входным в обратном ходе и мм, передний фокальный отрезок становится задним фокальным отрезком в обратном ходе и наоборот и мм, мм.

Определим расстояние между окуляром и призмой :

мм.

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

5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ОБЪЕКТИВУ

В результате габаритного расчета мы получили ряд характеристик, которым должен удовлетворять наш объектив. Это: фокусное расстояние мм, диаметр входного зрачка мм, угловое поле .

Простейшим вариантом объектива, способным обеспечить данные характеристики, является двухлинзовый склееный объектив. Известно, что монокуляр не будет искажать изображения наблюдаемых предметов, если аберрации объектива компенсируют суммарные аберрации окуляра и призмы.

Во многих случаях оказывается достаточным исправить в оптической системе монокуляра сферическую аберрацию , меридиональную кому , хроматическую аберрацию положения .

Для компенсации аберраций объектива продольные аберрации (сферическую аберрацию и хроматическую аберрацию положения) надо взять с противоположным знаком, поперечную (меридиональная кома) – с тем же, т.е

(4)

– продольная сферическая аберрация системы окуляр+призма в обратном ходе;

(5)

где – меридиональная кома системы окуляр+призма в обратном ходе,

(6)

где – хроматическая аберрация положения системы окуляр+призма в обратном ходе.

В результате расчета были получены следующие данные:

-продольная сферическая аберрация окуляра + призмы в обратном ходе

мм,

- хроматизм положения:

=0,1804 мм,

-меридиональная кома:

мм.

На основании формул (4), (5) и (6), учитывая найденные аберрации окуляра и призмы, получим:

S_об=0,1918 мм,

y_к,об=0,017 мм,

s_{1,2,об} = -0,1804 мм.

6.РАСЧЕТ ОБЪЕКТИВА

Мы должны рассчитать объектив со следующими характеристиками и аберрациями: фокусное расстояние f _об= 100 мм, относительное отверстие 1:5, угловое поле 2=9°, сферическая аберрация S_об=0,1918 мм, меридиональная кома y_к,об=0,017 мм, хроматическая аберрация положения s_{1,2,об} = -0,1804 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.

а) Осуществляем переход от заданных аберраций объектива к основным аберрационным параметрам Р, W и С объектива (при d_об=0).

(7)

(8)

(9)

где

Формулы (7-9) даны с учетом приведения величин , и к фокусному расстоянию объектива, равному единице.

Из формулы (7) получим значение параметра

(10)

Из формулы (8) получаем значение параметра . При этом будем учитывать, что входной зрачок совпадает с первой поверхностью, т.е. , и , следовательно, . Тогда

(11)

В формуле (8) в знаменателе стоит , так как для наклонного луча имеет место виньетирование.

Из формулы (9) получим параметр

(12)

Вычисление по формулам (10-12) дает следующие результаты:

б) Аберрационный параметр определяет, какой тип стекла стоит спереди. При выборе относительного расположения флинтовой и кроновой линз следует руководствоваться правилом: если значение , то предпочтительнее комбинация «крон впереди», поскольку она имеет меньшие значения сферической аберрации высшего порядка.

В нашем случае , поэтому применяем комбинацию «крон впереди».

в)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=-0,0018) не совпадает ни с одним из этих значений, прибегнем к интерполяции. Сделаем интерполяцию с помощью программы «INTERPOL». В результате выберем комбинацию стекол БФ7/Ф4, для которой:

, , , ,

г) Определяем значение Q:

Дальнейший расчет можно проводить как по значению , полученному в первом случае, так и по значению, полученному во втором случае. В первом случае ближе к заданному значению будет величина меридиональной комы, во втором случае-сферической аберрации.

Примем Q=-5,977.

д)Найдем значения углов и :

Выбранные марки стекол имеют следующие параметры:

Для комбинации «крон впереди» .

Учтем, что из условий нормировки , а должно быть равно 1.

е) Вычисляем радиусы кривизны поверхностей тонкого объектива по известной формуле :

Получаем:

мм,

мм,

мм.

Правильность вычисления радиусов кривизны можно проверить по формуле:

(13) ,

где

Получим:

Тогда по формуле (13) получаем:

мм,

мм,

мм.

ж) Зададим толщины линз объектива.

Толщину положительной линзы можно определить по формуле

где – толщина линзы по краю.

В нашем случае мм,

Тогда мм.

Толщина отрицательной линзы должна быть такой, чтобы при ее изготовлении не происходило «коробления» цвета, т.е. чтобы линза не прогибались. Рекомендуется выбирать толщину отрицательной линзы по оси в пределах от до . В нашем случае величина должна находится в пределах от 1,6 до 3 мм.

Примем мм.

з) Вычисляем радиусы кривизны поверхностей объектива с реальными толщинами по известной формуле:

(14)

Характеристики

Список файлов домашнего задания