Оптимизация склейки вместе с мениском

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Лабораторная работа №2

Синтез светосильного объектива

(методика М.М.Русинова «Техническая оптика»)

Исходная оптическая система

Условия работы

Из в

Угловое поле

Параметры МПИ

Размеры

Диагональ

Размер элемента

Оптическая частота элементов

Параметры объектива

Фокусное расстояние

Относительное отверстие

Примем

Разрешающая способность в плоскости изображения

Коэффициент передачи модуляции

Конструкция

Светосильный объектив содержит:

2-хлинзовый склеенный объектив;

толстый мениск;

линзу Смита;

входной зрачок на первой поверхности

ОБ=СКЛ+ТМ+ЛС.

Синтез объектива

2.1 Синтез монохроматического объектива

Синтез склейки

Конструкция склейки

Склейка содержит положительную и отрицательную линзы.

Показатель преломления положительной линзы меньше показателя преломления отрицательной линзы :

Комбинация предпочтительнее, чем , т.к аберрации меньше из-за более пологого радиуса положительной линзы.

Ориентация склейки

Склейка обращена положительной линзой к пространству объектов.

Условия работы склейки для получения дифракционного качества

Угловое поле

Относительное отверстие

Задание конструктивных параметров в ZEMAX

Задаем произвольные радиуса, обеспечивая требуемые формы линз склейки.

Параметры среды задаем в виде «MODEL», т.е. задаем

Параметры склейки:

Фокусное расстояние

Угловое поле

Диаметр зрачка

Относительное отверстие

Волновые аберрации склейки до оптимизации

МПФ склейки до оптимизации

Оптимизация радиусов склейки с нахождением плоскости наилучшей установки

1) Устанавливаем «variable» на все радиуса и на расстояние до плоскости изображения (заменяя «marginal» на «variable»);

2) «EDITOR», «MERIT FUNCTION», «EFFL», «TARGET» 33,7, «VEIGHT=1»

3) «MERIT FUNCTION» – «SPOT RADIUS»

Конструктивные параметры склейки после оптимизации

Волновые аберрации склейки после оптимизации

МПФ склейки после оптимизации

Оптимизирована склейка дифракционного качества.

2.2 Синтез склейки с толстым мениском СКЛ+ТМ

Добавляем к склейке толстый мениск.

Толстый мениск – толстая выпукло-вогнутая линза с положительной оптической силой, расположенная в непосредственной близости к склейке и обращенная к ней выпуклой поверхностью. Толщина мениска равна его световому диаметру.

При увеличении углового поля мениск исправляет кривизну поля и астигматизм склейки.

Положительная оптическая сила при : .

Фиксируем радиуса склейки, оптимизируем радиуса мениска.

Фокусное расстояние изменилось –

Диаметр зрачка не изменяем –

Относительное отверстие увеличилось – 1:2,5.

Увеличиваем угловое поле до

Оптимизация мениска

«EDITOR», «MERIT FUNCTION», «EFFL», «TARGET» 19, «VEIGHT=1»

Волновые аберрации склейки с мениском до оптимизации

МПФ склейки с мениском до оптимизации

Волновые аберрации склейки с мениском с оптимизацией мениска

МПФ склейки с мениском с оптимизацией мениска

Оптимизация склейки вместе с мениском

Волновые аберрации склейки с мениском с оптимизацией склейки вместе с мениском

МПФ склейки с мениском с оптимизацией склейки вместе с мениском

В результате оптимизации получена система с относительным отверстием и угловым полем При увеличении углового поля качество будет ухудшаться из-за увеличения кривизны поля.

Для коррекции кривизны поля применяется линза Смита.

Линза Смита – плоско-вогнутая линза, расположенная в непосредственной близости к плоскости изображения и обращенная плоской поверхностью к плоскости изображения.

Фокусное расстояние линзы Смита равно по абсолютной величине предшествующей системы – склейке с мениском

Радиус плоско вогнутой или плосковыпуклой линзы

При .

Расстояние от мениска до линзы Смита устанавливаем таким, чтобы расстояние до плоскости изображения стало равным 1 мм.

Из графиков «field curvature» (астигматических отрезков ) видно, что кривизна поля недоисправлена (средняя линия астигматических отрезков , не вертикальна).