Оптическое приборостроение имеет своеобразную историю. До первой мировой войны разработка оптических приборов была сосредоточена главным образом в Германии, на небольшом числе предприятий (заводы фирм «Карл Цейсс», «Герц», «Лейтц» и некоторые другие). Расчёты оптических систем отличались большой трудоёмкостью и были по силам лишь специализированным вычислительным бюро этих предприятий. Засекречивание методов расчёта препятствовало развёртыванию работ на новых предприятиях.

Царская Россия, не имевшая к началу первой мировой войны своей оптико-механической промышленности, испытывала особенно большие затруднения. Поэтому в конце войны было предпринято создание в Петрограде оптико-механического завода (ныне производственное объединение ЛОМО). Уже после Великой Октябрьской социалистической революции был основан Государственный оптический институт.

Советской оптической промышленности предстояло решить серьёзную задачу: преодолеть отсталость отечественного оптического приборостроения и догнать передовые капиталистические страны.

Представлялось возможным, ориентируясь на зарубежный опыт, копировать различные оптические приборы посредством обмера конструктивных оптических элементов; это, с одной стороны, ускоряло процесс создания необходимых стране оптических приборов, но, с другой стороны, тормозило самостоятельную разработку оптических систем.

Из-за большой трудоёмкости вычислительных работ при создании оптических систем основное внимание оптиков-вычислителей было направлено на усовершенствование приближённых методов расчёта, базировавшихся на теории аберраций третьего порядка; таким образом, вопросы, связанные с выбором исходной схемы оптической системы, от которого в большинстве случаев зависит успех требуемой разработки, оставались в тени.

В этом отношении весьма характерно высказывание А. И. Тудоровского: «Простейшим элементарным приёмом расчёта оптической системы является подбор элементов этой системы на удачу…» [Теория оптических приборов, М.-Л., Изд-во АН СССР, 1952, с. 386]

После Великой Отечественной войны бурное развитие получила вычислительная техника с использованием ЭВМ, позволивших ускорить выполнение вычислительных процессов в сотни и тысячи раз; однако применение ЭВМ для расчёта оптических систем ускорило их разработки всего в 2—3 раза.

Такой более чем скромный результат объясняется тем, что при неудачном выборе исходной оптической системы, не обеспечивающей возможности получения требуемых оптических характеристик, отпадает сама возможность получения положительного результата. Отсюда возникла необходимость выявления возможностей исходной оптической системы заранее, до её окончательного расчёта.

Повышение требований, предъявляемых к современным оптическим системам как в количественном (увеличение светосилы, полей зрения), так и в качественном (повышение разрешающей способности, улучшение мерительных свойств) отношении не может основываться на приближённых методах расчёта и требует установления точных зависимостей для конструктивных оптических элементов.

Опыт практической разработки новых оптических систем на протяжении последних десятилетий позволил автору накопить обширный материал по изучению свойств отдельных элементов оптической системы и использованию этих элементов для устранения аберраций.

Систематизация этого материала привела к своеобразной классификации оптических систем, построенной на последовательном усовершенствовании простейших базовых систем. Достоинством такой классификации является то, что она обеспечивает правильную композицию исходной оптической системы.

Накопленный опыт и послужил основанием для написания настоящего учебного пособия. В первой, второй и третьей частях книги рассмотрены общетеоретические вопросы геометрической оптики, но применительно к большим полям зрения и апертурам. Четвёртая часть посвящена изучению свойств отдельных конструктивных оптических элементов и узлов, в том числе поверхностей несферической формы. В пятой части дана классификация простейших оптических систем и рассмотрена композиция объективов различного рода и назначения.

В книге приведено большое число практических примеров, иллюстрирующих те или иные теоретические выводы. Очевидно, что при изложении новых материалов, посвящённых композиции оптических систем, невозможно было осветить все вопросы, возникающие при разработке этих систем.

Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность заслуженному деятелю науки и техники профессору Л. П. Лазареву и лауреату Ленинской премии кандидату технических наук В. А. Звереву, рецензировавшим рукопись, и кандидату технических наук Н. А. Агальцовой, взявшей на себя её научное редактирование и активно помогавшей при издании книги.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книги на ту же тему

1. Габаритный расчёт оптических систем, Русинов М. М., 1959
2. Техническая оптика, Русинов М. М., 1961
3. Прикладная оптика. Фотографические, проекционные и фотоэлектрические системы. Методы аберрационного расчёта оптических систем, Турыгин И. А., 1966
4. Структура оптического изображения: Дифракционная теория и влияние когерентности света, Марешаль А., Франсон М., 1964
5. Техническая оптика, Мартин Л., 1960
6. Методы расчёта оптических систем. — 2-е изд., доп. и перераб., Слюсарев Г. Г., 1969
7. Световые приборы. Учебник для вузов, Карякин Н. А., 1975
8. Методы решения задач по вычислительной оптике, Нефедов Б. Л., 1966
9. Оптика микроскопов. Расчёт и проектирование, Панов В. А., Андреев Л. Н., 1976
10. Графо-аналитическая геометрия в применении к оптическим задачам, Пошехонов Б. Л., 1967
11. Оптические призмы. Проектирование, исследование, расчёт. — 2-е изд., перераб. и доп., Кожевников Ю. Г., 1984
12. Асферические поверхности в астрономической оптике, Попов Г. М., 1980
13. Изготовление асферической оптики, Заказнов Н. П., Горелик В. В., 1978
14. Методы контроля оптических асферических поверхностей, Пуряев Д. Т., 1976
15. Оптические телескопы будущего, Пачини Ф., Рихтер В., Вильсон Р., ред., 1981
16. Оптические отсчётные системы в приборостроении и машиностроении, Грейм И. А., 1963
17. Инженерная оптика, Сакин И. Л., 1976
18. Теория оптических систем и оптические измерения; Учебник для техникумов, Гвоздева Н. П., Коркина К. И., 1981
19. Прикладная оптика и оптические измерения (учебник для техникумов), Гвоздева Н. П., Коркина К. И., 1976
20. Прикладная физическая оптика, Шишловский А. А., 1961
21. Прикладная оптика и оптические измерения, Мальцев М. Д., Каракулина Г. А., 1968
22. Силовая оптика, Шмаков В. А., 2004
23. Оптические приборы для измерения линейных и угловых величин в машиностроении (Справочная книга), Коломийцов Ю. В., Духопел И. И., Инюшин А. И., Артемьев И. В., 1964
24. Растровые оптические приборы, Валюс Н. А., 1966
25. Производство оптико-электронных приборов: Учебник для техникумов, Каледин Б. Ф., Мальцев М. Д., Скороходов А. И., 1981
26. Оптика спектральных приборов, Пейсахсон И. В., 1970
27. 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
28. Оптико-электронные приборы для научных исследований: Учебное пособие, Новицкий Л. А., Гоменюк А. С., Зубарев В. Е. , Хорохоров А. М., 1986
29. Проектирование оптико-электронных приборов, Елизаренко А. С., Парвулюсов Ю. Б., Солдатов В. П., Якушенков Ю. Г., 1981
30. Производство оптико-механических приборов, Пер А. Г., 1959
31. Практика оптической измерительной лаборатории, Кривовяз Л. М., Пуряев Д. Т., Знаменская М. А., 1974
32. 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
33. Теория и расчёт оптико-электронных приборов: Учебник для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп., Якушенков Ю. Г., 1980