Способ коррекции сферической аберрации оптической системы

Способ коррекции сферической аберрации оптической системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

>972454 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13 ..05. 81 (21) 3311750/18-10 с присоединением за яв к и Ì9 (23) ПриоритетОпубликовано 071182. Бюллетень Мо 41

Дата опубликования описания07.11.82 (51) М. Кл.з

G 02 В 3/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) УДК 535. 317 (088. 8) И .Л.Анитропова, M.А.Великотный и В.И.Мете ьск ):(-щ() )(1 р А 1ЕМ1101 П ХВ!Ч &О(й М о и оЛИОТВ(А

Ленинградский институт точной механики и 6 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОРРЕКЦИИ СФЕРИЧЕСКОЙ АБЕРРАЦ!П.

ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к оптике, а именно к способам коррекции сферической аберрации оптических систем.

Известен способ коррекции сферической аберрации оптической системы, заключающийся в компенсации этой аберрации путем введения в систему оптического элемента со сферической аберрацией противоположного знака.

Примером реализации этого способа может служить двух или трехсклеенная оптическая система или расклейка из положительной и отрицательной линз(1).

Недостатком указанного способа является то, что коррекция в этом случае осуществляется только для одной или двух зон оптической системы, а также узкий спектральный диапазон этой коррекции.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является способ коррекции сферической аберрации оптической системы, включающий определение 3акона изменения параметров системы, соответствующего отсутствию сферической-аберрации в ней, и формирование в i.истоме зон, парамет;ры которых изменяются в соответствии

|с указанным .ак< ном (2).

Соглас но известному способу из условия отсутствия сферической аберрации в системе определяется закон изменения формы ее поверхностей в зависимости от высоты падения излучения на систему, а формирование зон осуществляется в соответствии с этим законом путем создания ступенчатой структуры типа линзы Френеля. При этом возможно полное исправление сферической абберации для нескольких диаметром зон корректируемой системы, которое реализуется, однако, только при условии фиксированного значения длины волны падающего излучения. Кроме того, процесс формирования и контроля ступенчатой структуры является достаточно сложным.

Цель изобретения — упрощение процесса формирования зон в корректируемой системе и расширение спектрального диапазона коррекции.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу коррекции сферической аберрации оптической системы, включающему определение закона изменения параметров системз, соответствующего отсутствию сферической аберрации в ней, и формирование в сис:— теме эон, параметры KQTopl- и.менлют972454

Таблица 1

0,4046

0,4146

0,4199

0,4260

0,4490

0,4914

0,5441

56.

66 ся в соответствии с указанным законом, иэ условия отсутствия сферической аберрации в системе определяют закон изменения длины волны падающего на нее излучения в зависимости от высоты его падения, а формирование эон осуществляют в соответствии с этим законом путем изменения их спектраль« ного пропускания.

На фиг. 1 представлена оптическая схема откорректированной одиночной 10 линзы с нанесенным на ее поверхность диэлектрическим покрытием;,на фиг.2разбиение преломляющей поверхности динэы на шесть концентричных зон осуществляемое при коррекции; на фиг.З -!5 график остаточной сферической аберрации линзы.

Сущность предлагаемого способа рассмотрим на примере коррекции сферической аберрации одиночной .лин- Щ эы. Как известно, величина сферической аберрации такой линзы зависит от ее относительного отверстия и показателя преломления материала, из кото рого она изготовлена. При этом вели- 15 чина сферической аберации возрастает от центра к периферии линзы в случае постоянства показателя преломления.

Однако последний зависит от длины волны падающего на линзу излучения, д0 что объясняется дисперсионными свойст. вами материала линзы. Следовательно, рост сферической аберрации от центра к периферии линзы можно скомпенсиро- вать соответствующим изменением lIoказателя преломления ее материала, которое в свою очередь осуществляется благодаря соответствующему изменению длины волны падающего на линзу излучения в зависимости от высоты 4 его падения.. Этот принцип и лежит в

Пример Средний диаметр зоны, мм основе предлагаемого способа..Прежде всего для коррекции сферической аберрации иэ условия ее отсутствия в линзе определяют путем расчета закон изменения длины волны падающего на линзу излучения в. зависимости от высоты его падения. Затем в линзе выделяют кольцевые концентрические зоны, причем каждой иэ этих зон ставится в соответствие та длина волны, для которой сферическая аберрация на среднем диаметре зоны с конечной шириной равна нулю. И, наконец,на одной иэ преломляющих поверхностей линзы формируют кольцевые концентрические зоны, соответствующие выделенным зонам, спектральное пропускание которых определяется указанными длинами волн. Это можно сделать, например, путем нанесения диэлектрических покрытий, осуществляющих соответствующую спектральную фильтрацию падающего на линзу излучения. Очевидно, что при увеличении числа зон качество коррекции будет улучшаться, а технологический процесс их формирования — усложняться. Поэтому вопрос о числе зон должен решаться с учетом сказанного в зависимости от поставленной задачи.

В соответствии с предложенным способом была осуществлена коррекция сферической аберрации одиночной линзы с относительным отверстием 1:1,5 и фокусным расстоянием 100 мм. Преломляющая поверхность этой линзы была разбита на шесть кольцевых эон (Фиг. 2), для каждой из которых рассчитывалась длина волны, соответствующая нулевому значению сферической аберрации для среднего диаметра эоны (табл. 1) .

Длина волны,соответст- ° вующая нулевому значению, сферической аберрации на среднем диаметре зоны (мкм) 972454

ПримеPbl

Средний диаметр зоны, Величина сферичесмм кой аберрации,мм

-0,00010

-0,00001

-0,00002

0,00001

0,00002

0,00001

36

56

Формула изобретения

Р, 046 . 0 41Ф6

04/УУ

Линза имеет следующие параметры: радиусы 86,57; толщина 13,0; марка стекла ТФ 10. 86,57.

Предложенный способ позволяет реализовать при использовании извест.ных методов коррекции других аберраций однолинзовую оптическую систему со сферическими поверхностями, имеющую при хорошем качестве изображения относительное отверстие до 1:0,5 и поле зрения до 18

Таким образом, использование изобретения позволяет упростить процесс изготовления откорректированных оптических систем и расширить спектральный диапазон коррекции.

Способ коррекции сферической аберрации оптической системя, включающий определение закона изменения.параметров систеьи, соответствующего отсутствию сферической аберрации в ней, и

П ри этом сферическая аберрация быа скорректирована для всех шести выбранных зон (табл. 2).

Таблица 2 формирование в системе зон, параметры которых изменяются в соответствии с указанным законом, о т л и ч а ю— щ и и с.я тем, что, с целью упрощения процесса формирования зон и расширения спектрального диапазона коррекции, из условия отсутствия сферической аберрации в системе определяют закон изменения длины волны падающего на нее излучения в зависимости от высоты его падения, а формирование зон осуществляют в соответствии с этим законом путем изменения их спектрального пропускания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1. Слюсарев Г.г. Методы расчета оптических систем. Л., "Машнностро— ние", 1969, с. 325-326.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2971227/18-10, 45 кл. G 02 В 3/08, 14.07.80 (прототип).

972454

Составитель В. Кравченко

Редактор Г. Волкова Техред М.Тепер Корректор ц. Ватрункина

Заказ 8511/38 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4