Книга посвящена следующим вопросам, связанным с разработкой оптических приборов с повышенными оптическими характеристиками: геометрическая широкоугольная оптика; ограничение световых пучков при больших полях зрения; учение об аберрациях; синтез оптических систем.

Рассматриваются общие закономерности, справедливые при больших полях зрения, и свойства главнейших конструктивных элементов, входящих в различные оптические приборы, применительно к большим полям зрения.

Последняя часть книги содержит материал, позволяющий решать основные технические вопросы при разработке систем с повышенными оптическими характеристиками.

Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся расчётами оптических систем, работников лабораторий и может быть полезна студентам оптических факультетов высших учебных заведений.

Развитие оптического приборостроения по сравнению с другими областями приборостроения отличается некоторым своеобразием.

Разработкой оптики первоначально занимался узкий круг специалистов, работавших непосредственно на оптических заводах, и методы, с помощью которых производились расчёты, оставались в сфере этих заводов.

Этому способствовала и специфика оптико-механического производства — возможность использования одного и того же расчёта оптики в различных приборах и на разных предприятиях в течение длительного времени.

Например, расчёт оптики шестикратного бинокля, сделанный ещё в прошлом столетии, не утратил своего значения до наших дней; расчёт портретного объектива, выполненный Пецвалем в 1840 г., устарел лишь к 1920—1930 гг., оправдывая себя на протяжении чуть ли не целого столетия.

Основная номенклатура оптических систем также была невелика и почти полностью разработана в прошлом столетии.

Весьма показательно, что к началу первой мировой войны союзные державы оказались в весьма затруднительном положении, так как они не имели своей сколько-нибудь развитой оптико-механической промышленности. Война заставила Англию, Францию, Россию создавать и развивать свои оптико-механические заводы; но на первых порах эти заводы не вели самостоятельных расчётов оптики, прибегая к копированию уже имевшихся образцов.

Подобное положение не могло способствовать развитию расчётов оптики, которое заметно замедлилось и свелось в основном к разработке фотографической оптики.

Большая трудоёмкость сколько-нибудь серьёзных работ по усовершенствованию того или иного расчёта оптики, посильная лишь коллективам специализированных вычислительных бюро, также не способствовала развитию этого дела.

Естественно, что это отразилось и на развитии теории. Созданная в середине прошлого столетия теория оптических приборов не подверглась до настоящего времени значительным изменениям.

Классическая теория оптических приборов, первоначально решавшая вопросы разработки сравнительно простых оптических систем с небольшими полями зрения и небольшими апертурами, стала развиваться по линии приближённых методов расчёта, общих для самых разнообразных оптических систем. Этому способствовала также кажущаяся невозможность оперирования в области реальных полей зрения и апертур из-за сложности получавшихся соотношений.

Однако за последние 30 лет был создан ряд оптических систем с очень большими полями зрения и апертурами; в каждом случае вырабатывались свои приёмы и методы расчёта, свои конструктивные приёмы, которые уже не могли обосновываться на общей приближённой теории и требовали самостоятельного изучения.

Таким образом, возник разрыв между классической теорией оптических приборов и требованиями современности, заставивший перестроить эту теорию, используя уже накопленный практический опыт в области расчёта широкоугольных и светосильных оптических систем.

Настоящая работа является попыткой разрешения этой задачи.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предисловие	3

Часть I. Геометрическая широкоугольная оптика

Глава I. Солинейное сродство при больших полях

§ 1. Основные положения	5
§ 2. Понятие о фокусных расстояниях вдоль главного луча	7
§ 3. Формулы для сагиттальной плоскости	11
§ 4. Условие изображения бесконечно малого предмета на оси широкими
пучками лучей	13
§ 5. Изменение кривизны поля при изменении увеличения	14

Глава II. Оптика узких астигматических пучков

§ 6. Узкие пучки в меридиональной плоскости. Вывод меридионального
инварианта	15
§ 7. Узкие пучки в сагиттальной плоскости. Вывод сагиттального
инварианта	17
§ 8. Вывод соотношений для фокусных расстояний одной преломляющей
поверхности	18

Глава III. Одна линза в воздухе

§ 9. Тонкая линза в воздухе при зрачке, совпадающем с линзой	21
§ 10. Случай линзы с острым краем, работающей в положении
наименьшего отклонения луча	24
§ 11. Объектив Гипергон	26
§ 12. Концентричные линзы	29
§ 13. Линзы с апланатическими поверхностями	—
§ 14. Определение сагиттальных и меридиональных фокусных расстояний
на главном луче, проходящем через острый край линзы	31

Глава IV. Формулы перехода от одной преломляющей поверхности
к другой

§ 15. Формулы перехода в меридиональной плоскости	37
§ 16. Определение фокусного расстояния вдоль главного луча
и расстояния от последней преломляющей поверхности до фокуса	39
§ 17. Линзы конечной толщины	40
§ 18. Формулы перехода в сагиттальной плоскости	41

Часть II. Ограничение световых пучков при больших
полях зрения

Глава V. Виньетирование

§ 19. Виньетирование в одном и том же пространстве	43
§ 20. Численное определение виньетирования	46

Глава VI. Аберрационное виньетирование

§ 21. Изображение диафрагмы оптической системой	54
§ 22. Определение аберрационного виньетирования	59
§ 23. Аберрационное виньетирование в случае отсутствия дисторсии	62

Глава VII. Образование изображения широкими пучками лучей при
большом поле зрения

§ 24. Образование изображения в меридиональной плоскости при
отсутствии аберраций, нарушающих резкость изображения,
и отсутствии кривизны поля	67

Глава VIII. Светосила и светораспределение по полю зрения

§ 25. Светораспределение по полю зрения в случае тонких световых
пучков	70
§ 26. Светосила системы при широких пучках лучей	75
§ 27. Потери на отражение от поверхностей линз	78
§ 28. Просветление оптики	79
§ 29. Потери света на поглощение в стекле	80

Часть III. Учение об аберрациях

Глава IX. Некоторые общие сведения из волновой теории света

§ 30. Основные определения	82
§ 31. Волновые аберрации	87
§ 32. Зависимость между волновыми и геометрическими аберрациями	90

Глава X. Разбор аберраций наклонного пучка

§ 33. Астигматизм	94
§ 34. Кома	98
§ 35. Сочетание комы с астигматизмом	105
§ 36. Сферическая аберрация	107
§ 37. Сферическая аберрация пятого порядка на оси системы	115
§ 38. Переход от поперечных аберраций к волновым аберрациям	119

Глава XI. Образование дифракционного изображения

§ 39. Оценка величины волновых аберраций. Условие Рэлея. Критерий
Штреля. Величина площади зрачка, удовлетворяющая условию Рэлея	123
§ 40. Распределение световой энергии в изображении точки
в простейших случаях	132
§ 41. Распределение энергии в изображении точки в случае
астигматизма	138

Глава XII. Хроматизм

§ 42. Дисперсия стекла. Оптические материалы	150
§ 43. Хроматизм отдельной линзы в воздухе. Тонкая линза,
концентричная линза, линза с равными радиусами. Мениск
Максутова	153
§ 44. Ахроматизация системы из двух тонких соприкасающихся линз	156
§ 45. Изменение хроматизма в связи с изменением положения предмета	159
§ 46. Хроматизм в зрачке	163

Часть IV. Синтез оптических систем

Глава XIII. Введение

§ 47. Общая задача разработки оптической системы	166
§ 48. Историческое развитие техники расчёта оптических систем	167

Глава XIV. Анализ свойств отдельных элементов оптической системы

§ 49. Анализ сферической аберрации одной преломляющей сферической
поверхности при различных положениях предмета	172
§ 50. Сферическая аберрация одной преломляющей поверхности
в зависимости от положения предмета	176
§ 51. Сферическая аберрация плоскости и плоскопараллельной пластинки	181
§ 52. Сферическая аберрация на оси отдельной линзы в воздухе	182

Глава XV. Полевые аберрации отдельной линзы в воздухе. Роль
прогиба линзы

§ 53. Нахождение положений входного зрачка, обеспечивающих
исправление астигматизма	191
§ 54. Определение зональных ошибок астигматизма	195
§ 55. Сферическая аберрация линзы в наклонных пучках	203

Глава XVI. Линза в воздухе с несферической поверхностью

§ 56. Некоторые свойства поверхностей второго порядка	213
§ 57. Положения анастигматических зрачков для поверхностей второго
порядка	216
§ 58. Кома плоско-параболической линзы	219.
§ 59. Сферическая аберрация плоско-выпуклых линз с несферическими
поверхностями	222
§ 60. Сферическая аберрация плоско-параболической линзы в наклонных
пучках	225
§ 61. Дисторсия плоско-параболической линзы	227
§ 62. Несферические коррекционные пластинки. Коррекционная пластинка
Шмидта. Выравнивающее стекло с деформированной поверхностью
для исправления дисторсии	229

Глава XVII. Работа склеенной поверхности

§ 63. Астигматизм, вносимый склеенной поверхностью	234
§ 64. Влияние склеенной поверхности на сферическую аберрацию	242

Глава XVIII. Несклеенные системы

§ 65. Исправление кривизны поля с помощью концентричной линзы.
Объективы типа Плазмат	252
§ 66. Условие для исправления кривизны поля зрения у систем,
в которых главный луч имеет малые углы падения и преломления
на преломляющих поверхностях	255
§ 67. Фотообъектив типа триплет	259
§ 68. Работа концентричной воздушной прослойки	263

Глава XIX. Перенесение предмета в бесконечность в объективах
симметричных типов

§ 69. Дисторсия. Роль аберрации в зрачках	271
§ 70. Изменение астигматизма при изменении положения предмета	275
§ 71. Изменение комы при изменении положения предмета	277
§ 72. Метод сохранения углов излома на преломляющих поверхностях
для лучей осевого пучка объективов симметричных типов при
переходе от одного положения предмета к другому	282

Глава XX. Изопланатические системы

§ 73. Графоаналитический метод составления системы
из изопланатических поверхностей	289
§ 74. Главнейшие конструкции изопланатических систем	292

Глава XXI. Нецентрированные оптические системы

§ 75. «Кособокие» оптические системы	295
§ 76. Цилиндрические системы	310

Глава XXII. Растровая оптика

§ 77. Работа элемента простого растрового экрана	314
§ 78. Световой баланс элемента растра	317
§ 79. Коллектив. Растр-коллектив	318
§ 80. Светопроводы. Волоконная оптика	322

Литература	324

Книги на ту же тему

Световые приборы. Учебник для вузов, Карякин Н. А., 1975
Техническая оптика, Русинов М. М., 1979
Методы расчёта оптических систем. — 2-е изд., доп. и перераб., Слюсарев Г. Г., 1969
Габаритный расчёт оптических систем, Русинов М. М., 1959
Структура оптического изображения: Дифракционная теория и влияние когерентности света, Марешаль А., Франсон М., 1964
Прикладная оптика. Фотографические, проекционные и фотоэлектрические системы. Методы аберрационного расчёта оптических систем, Турыгин И. А., 1966
Техническая оптика, Мартин Л., 1960
Инженерная оптика, Сакин И. Л., 1976
Волновая оптика. Учебное пособие для университетов. Изд. 2-е, испр. и доп., Калитеевский Н. И., 1978
Физическая оптика, Ахманов С. А., Никитин С. Ю., 2004
Прикладная физическая оптика, Шишловский А. А., 1961
Оптика микроскопов. Расчёт и проектирование, Панов В. А., Андреев Л. Н., 1976
Силовая оптика, Шмаков В. А., 2004
Оптика световодов, Вейнберг В. Б., Саттаров Д. К., 1969
Введение в фурье-оптику, Гудмен Д., 1970
Методы решения задач по вычислительной оптике, Нефедов Б. Л., 1966
Графо-аналитическая геометрия в применении к оптическим задачам, Пошехонов Б. Л., 1967
Теория оптических систем и оптические измерения; Учебник для техникумов, Гвоздева Н. П., Коркина К. И., 1981
Прикладная оптика и оптические измерения (учебник для техникумов), Гвоздева Н. П., Коркина К. И., 1976
Прикладная оптика и оптические измерения, Мальцев М. Д., Каракулина Г. А., 1968
Проектирование оптико-электронных приборов, Елизаренко А. С., Парвулюсов Ю. Б., Солдатов В. П., Якушенков Ю. Г., 1981
Теория и расчёт оптико-электронных приборов: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп., Якушенков Ю. Г., 1980
Оптико-электронные приборы космических аппаратов, Изнар А. Н., Павлов А. В., Федоров Б. Ф., 1972
Оптика спектральных приборов, Пейсахсон И. В., 1970
Лабораторные оптические приборы: Учебное пособие для приборостроительных и машиностроительных вузов. — 2-е изд., перераб. и доп., Федотов Г. И., Ильин Р. С., Новицкий Л. А., Зубарев В. Е., Гоменюк А. С., 1979
Оптические телескопы будущего, Пачини Ф., Рихтер В., Вильсон Р., ред., 1981
Изготовление асферической оптики, Заказнов Н. П., Горелик В. В., 1978
Оптические отсчётные системы в приборостроении и машиностроении, Грейм И. А., 1963
Производство оптико-механических приборов, Пер А. Г., 1959
Оптико-механические приборы, Бабушкин С. Г., Беркова М. Г., Гольдин К. Р., Крупп Н. Я., Муниц К. А., Сухопаров С. А., Тарасов К. И., 1965
Растровые оптические приборы, Валюс Н. А., 1966

elapsed time 0.020 sec

/Наука и Техника/Инженерное дело

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему