Зрительная труба

 

     По  результатам из табл.2.1.3 можно сделать  вывод, что для всех трех длин волн объектив нуждается в коррекции  по поперечной сферической аберрации. 
 
 
 
 
 
 
 

     Астигматизм объектива представлен на рис.2.1.4.

Рис.2.1.4. Астигматизм (для длины волны λ_е) 

     Оценка  астигматизма положения производится с помощью выражения: 

                                                  (∆_аст/f’_об·100%) < 1%,                                       (2.1.4) 

где ∆_аст = [z_m – z_s].

       В табл.2.1.4 представлены результаты расчета по выражению (2.1.4), а также необходимые параметры: ∆_аст.

       Таблица 2.1.4

       Данные  для оценки астигматизма

 

     Данные, приведенные в табл.2.1.3, показывают, что объектив не нуждается в коррекции от астигматизма, так как он удовлетворяет требованиям по данной аберрации.

     Дисторсия и кома у объектива малы, поэтому графики для них приводить не будем. 
 

Расчет  конструктивных параметров и остаточных аберраций оборачивающего компонента

      Найдем  конструктивные параметры оборачивающего компонента на ЭВМ по программе «Linza-d». Исходные параметры для расчетов приведены в табл.П.1.2. 

      По  данным, полученным по программе, представим оптический выпуск оборачивающего компонента в П.3 (см. рис.П.3.1 и табл.П.3.1).

      Остаточные аберрации  оборачивающего компонента для трех длин волн рассчитаем на ЭВМ по программе  «Linza-d». Данные вводим те же, что и в табл.П.1.2. Результаты расчета представлены в табл.П.3.2 – П.3.7.

     По  результатам представленным в табл.П.3.2 – П.3.7 построим графики аберраций (см. рис.2.1.5 – 2.1.8).

     На  рис.2.1.5 представлена продольная аберрация оборачивающей системы для трех длин волн.

     Рис.2.1.5. Продольная сферическая аберрация для трех длин волн

     Продольную  сферическую аберрацию можно  оценить в относительной мере, выражая ее в процентах, по выражению:

                                                    (∆S’/ a’_k)·100% < 1%.                                      (2.1.5)

     Значения  ∆S’ берем из табл.П2.3-П2.8.

     В табл.2.1.5 приведена продольная аберрация оборачивающего компонента для трех длин волн в относительной мере (%). 
 
 

     Таблица 2.1.5

     Продольная  сферическая аберрация в %

 

     Сравнивая полученные значения в табл.2.1.4 с 1% можно отметить, что продольная аберрация на длине волны λ_e на краю зрачка достигает максимального значения и составляет 6,7%. Оборачивающий компонент также нуждается на коррекции на длинах волн λ_F и λ_c. 

     Сферохроматизм  рассчитаем по формуле: 

                                                    ∆S’ = [dS’_λC – dS’_λF].                                      (2.1.6)                                                           

   

     Получим,  ∆S’₁ =-1,344 мм, ∆S’_0,7 =-0,244 мм,  ∆S’_0,1 =-0,010 мм.

     График  сферохроматизма по рассчитанным данным представлен на рис.2.1.6. 

     Рис.2.1.6. Сферохроматизм 

     При использовании выражения (2.2.4), получим  сферохроматизм в относительной  мере (%), представленный в табл.2.1.6.

     Таблица 2.1.6

     Сферохроматизм  оборачивающей линзы в %

 

       По результатам из табл.2.1.6 видно, что оборачивающая линза не нуждается в коррекции по сферохроматизму.

     Частным случаем сферохроматизма (при h/h_max=0) является хроматизм положения, который составил 8,77 мм. По выражению (2.2.4) он составляет 6,3%, что много больше 1%. Необходима коррекция и в этом направлении оборачивающей системе.

     Поперечная  сферическая аберрация оборачивающей  линзы представлена на рис.2.1.7. 

     Рис.2.1.7. Поперечная сферическая аберрация для трех длин волн 

     Поперечную  сферическую аберрацию оценим по выражению (2.1.3).

     В табл.2.1.7 приведена поперечная аберрация  для трех длин волн в относительной  мере (%).

     Таблица 2.1.7

     Поперечная  сферическая аберрация в %

 

     По  результатам из табл.2.1.7 можно сделать  вывод, что оборачивающая линза  не нуждается в коррекции по поперечной сферической аберрации. 
 
 
 
 

     Астигматизм оборачивающей линзы представлен на рис.2.1.8. 

Рис.2.1.8. Астигматизм (для длины волны

) 

     Оценка  астигматизма положения оборачивающей линзы производится с помощью выражения: 

                                                  (∆_аст/ a’_k ·100%) < 1%,                                       (2.1.7) 

где ∆_аст = [z_m – z_s].

       В табл.2.1.8 представлены результаты расчета  по выражению (2.1.7), а также необходимые параметры: ∆_аст.

       Таблица 2.1.8

       Данные  для оценки астигматизма

 

     Данные, приведенные в табл.2.1.8, показывают, что оборачивающая система не нуждается в коррекции от астигматизма, так как она удовлетворяет требованиям по данной аберрации.

     Дисторсия и кома у оборачивающей системы малы, поэтому графики для них приводить не будем. 
 

Расчет  конструктивных параметров коллектива

     Найдем  угловое увеличение коллектива β по формуле [2]:

                                                          β = a’_k / a_k .                                            (2.1.8)

     Получим, β = 140/(-140) = -1^×.

    Световой  диаметр коллектива равен D_ПД: D ^св_кол=14,6 мм. Выберем тип крепления – завальцовка. По [2], если световой диаметр в пределах 10-18 мм, то припуск на крепление завальцовкой составляет DD = 1,0 мм. Тогда диаметр линзы коллектива по формуле (1.2.10) составит D_кол =16,6 мм.

     Для коллектива примем стекло марки К8 с показателем преломления n=1,5183.

     Обычно  d = (0,05÷0,1)· D [2], тогда примем d = 1 мм.

     Найдем  конструктивные параметры коллектива на ЭВМ по программе   (Linza-d). Исходные параметры для расчетов приведены в табл.П.2.17.

     После расчетов получили конструктивные параметры, приведенные в табл.2.1.9.

                                                                                                                     Таблица 2.1.9

     Конструктивные  параметры коллектива

     Получили  симметричный коллектив.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Коррекция ОС и разработка принципиальной оптической схемы

 

      По  итогам расчета остаточных аберраций  объектива, от которого зависят остаточные аберрации всей ТОС, мы пришли к выводу, что наша ОС требует коррекции из-за продольной и поперечной аберраций.

      Полного исправления всех аберраций достигнуть невозможно даже в сколь угодно сложной оптической системе. Стремление хотя бы частично исправить все аберрации приводит к излишнему усложнению конструкции оптической системы и не всегда является необходимым.

      В реальных оптических системах допускаются остаточные аберрации.

      Коррекция оптической системы – это процесс  внесения поправок в ее коррекционные  параметры с целью получения  такого их сочетания, при котором  наилучшим образом удовлетворяются  выбранные конструктором функции.