[Анфиса]

Расчет и проектирование оптических систем
Год: 2000
Автор: Запряrаева Л.А., Свешникова И.С.
Издательство: М.: Логос
ISBN: 5-88439-143-9
Язык: Русский
Формат: DjVu
Качество: Отсканированные страницы + слой распознанного текста
Интерактивное оглавление: Да
Количество страниц: 584 Описание: Рассмотрены уровни автоматизированного проектирования оптических систем оптико-электронных и оптических приборов, последовательно изложены габаритный и аберрационный расчеты основных типов оптических систем, их синтез, анализ и оптимизация. Описаны методы синтеза и приведен синтез линзовых, зеркальных и зеркально-линзовых систем со сферическими и асферическими поверхностями. Указаны собенности аберрационного анализа с последующей оптимизацией и оценкой качества изображения по его результатам. Приведен пример оформления оптического выпуска.

Для студентов оптических специальностей вузов. Представляет интерес для научных и инженерно-технических работников.

ПРЕДИСЛОВИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАСЧЕТЕ И ПРОЕКТИРОВАНИИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
1.1. Исходные принципы автоматизированного проектирования оптических систем
1.2. Задачи, решаемые при проектировании оптической системы
1.3. Этапы разработки оптических систем и степень их автоматизации
1.4. Автоматизированное проектирование оптических систем

ГЛАВА 2. ГАБАРИТНЫЙ РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
2.1. Габаритный расчет телескопических систем
Расчет простых телескопических систем Кеплера и Гапилея
Расчет зрительной трубы Кеплера с коллективом в фокальной плоскости
Расчет зрительной трубы с внутренней фокусировкой
Габаритный расчет зрительных труб с линзовыми оборачивающими системами
Расчет телескопических систем с внефокапьным коллективом
Габаритный расчет телескопических систем с призменными оборачивающими системами. Призменные монокуляры и бинокулярные зрительные трубы
Особенности габаритного расчета оптических систем перископов
Особенности габаритного расчета зрительных труб с электронно-оптическими преобразователями
2.2. Габаритный расчет зрительных труб переменного увеличения
Область применения оптических систем переменного увеличения
Классификация зрительных труб переменного увеличения
Оптические характеристики зрительных труб переменного увеличения
Расчет панкратической зрительной трубы переменного увеличения с двухкомпонентной оборачивающей системой
2.3. Габаритный расчет луп и микроскопов
Расчет бинокулярной призматической лупы
Габаритный расчет отсчетного микроскопа по заданной точности отсчета по нониусу
Расчет микроскопа для микропроекции
2.4. Габаритный и светотехнический расчет проекционных систем
Расчет проекционной системы для эпипроекции
Расчет проекционной системы для диапроекции
2.5. Оптические системы для лазеров
Параметры пучка лазера и основные соотношения при его преобразовании оптической системой
Оптические системы для концентрации излучения лазера
Оптические системы для уменьшения расходимости лазерного пучка
Основные требования к разработке оптических систем для преобразования лазерного излучения
Габаритный расчет оптических систем для коллимации и концентрации лазерного излучения при использовании геометрооптической модели излучения

ГЛАВА 3. АБЕРРАЦИОННЫЙ РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. МЕТОДЫ АБЕРРАЦИОННОГО РАСЧЕТА
3.1. Общие понятия
3.2. Методы аберрационного расчета оптических систем
3.3. Аберрационный расчет оптических систем
Телескопические системы
Телескопические панкратические системы. Особенности аберрационного расчета
Система микроскопа
Объектив из двух компонентов, расположенных на конечном расстоянии друг от друга
Оптические системы для коллимации лазерного излучения

ГЛАВА 4. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ОДНО- И ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ ЛИНЗОВЫХ СИСТЕМ ИЗ БЕСКОНЕЧНО ТОНКИХ КОМПОНЕНТОВ НА ОСНОВЕ МЕТОДА РАЗДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННЫХ
4.1. Уравнения первой и второй групп метода разделения переменных. Внутренние и внешние параметры. Свободные параметры
4.2. Общая методика синтеза оптических систем из бесконечно тонких компонентов
Уравнения синтеза
Последовательность выполнения синтеза
Модульный принцип составления аберрационных уравнений. Параметры Р, W и С отдельной линзы и двухлинзового склеенного компонента
4.3. Синтез одно- и двухкомпонентных линзовых систем с бесконечно малыми воздушными промежутками
Виды однокомпонентных линзовых систем
Синтез двухлинзового склеенного компонента
Синтез двухлинзового несклеенного компонента
Синтез четырехлинзовых компонентов из двух одинаковых двухлинзовых компонентов
Синтез трехлинзового склеенного компонента
Обоснование выбора избыточных параметров в трех- и четырехлинзовых компонентах
Синтез трехлинзовых компонентов4
Синтез четырехлинзовых компонентов
4.4. Синтез линзовых систем из двух компонентов расположенных на конечном расстоянии друг от друга
Синтез телеобъективов телескопических систем
Синтез фототелеобъективов
Синтез светосильного двухкомпонентного объектива
Синтез оптических систем для преобразования лазерного излучения
Синтез симметричного окуляра
4.5. Синтез трехкомпонентных линзовых систем типа триплета
4.6. Специализированные программы синтеза одно- и двухкомпонентных систем

ГЛАВА 5. РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКИХ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
5.1. Линзовые осветительные системы (конденсоры)
5.2. Методы расчета конденсорных систем
Расчет конденсорных систем на минимум сферической аберрации
Расчет конденсорных систем из двух плосковыпуклых линз
Расчет конденсорных систем, содержащих апланатические мениски
5.3. Формулы для вычисления продольной и поперечной сферической аберрации третьего порядка в конденсорах различной конструкции
5.4. Графический способ определения положения плоскости наименьшего кружка рассеяния и размера кружка рассеяния в этой плоскости. Эффективное увеличение
5.5. Зеркальные и зеркально-линзовые осветительные системы
Зеркальные осветительные системы
Зеркально-линзовые осветительные системы
Оптический растр в качестве осветительной системы

ГЛАВА 6. РАСЧЕТ ЗЕРКАЛЬНЫХ И ЗЕРКАЛЬНОЛИНЗОВЫХ СИСТЕМ
6.1. Преимущества и недостатки зеркальных и зеркально-линзовых систем перед линзовыми
6.2. Расчет простых зеркальных систем
Габаритный и аберрационный расчеты одиночного сферического зеркала
Сферическое зеркало с плоским отражателем
6.3. Габаритный и аберрационный расчеты двухзеркальных систем со сферическими поверхностями
Двухзеркальные системы для предмета в бесконечности
Двухзеркальные системы для предмета на конечном расстоянии
Апланатические двухзеркальные системы
Двухзеркальные системы с двумя проходами лучей между зеркалами
6.4. Компенсаторы монохроматических аберраций
Афокальные ахроматические компенсаторы
Неафокальные компенсаторы
6.5. Параметрический синтез зеркально-линзовых систем с линзовыми компенсаторами различных конструкций
Синтез систем с двухлинзовым афокальным ахроматическим компенсатором в параллельных пучках
Синтез зеркально-линзовых систем с афокальным ахроматическим компенсатором в сходящихся пучках лучей
Синтез зеркальных систем с афокальным ахроматическим компенсатором комы
Синтез зеркальных систем с мениском Максутова
Синтез объектива типа Кассегрена с линзой Манжена в качестве компенсатора на вторичном зеркале
6.6. Параметрический синтез линзовых систем с отражающей поверхностью
Синтез зеркала Манжена
Синтез двухлинзовых компонентов-отражателей

ГЛАВА 7. РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ С АСФЕРИЧЕСКИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
7.1. Применение асферических поверхностей в оптических системах
7.2. Общие свойства асферических поверхностей
Уравнение профиля асферической поверхности
Уравнение асферической поверхности
Коэффициент деформации и его определение
Радиусы кривизны асферической поверхности
7.3. Расчет центрированных оптических систем с асферическими поверхностями в области аберраций третьего порядка
Коэффициенты аберраций третьего порядка оптических систем с асферическими поверхностями
Влияние деформации асферической поверхности на аберрации третьего порядка бесконечно тонкого компонента
Перенос деформации с одной поверхности оптической системы на другую
Исправление сферической аберрации деформированием поверхности в простейших оптических системах
Расчет двухзеркальных апланатических систем
Расчет линз конечной толщины при условии исправления четырех аберраций третьего порядка
Расчет трехзеркальной системы с асферическими поверхностями
7.4. Анаберрационные и анастигматические поверхности и системы
Анаберрационные преломляющие поверхности и линзы
Анаберрационные отражающие поверхности
Анаберрационные поверхности и линзы, не имеющие параксиальной области
Расчет анаберрационных линз
Расчет анаберрационных зеркальных систем
Анастигматические поверхности и линзы
Применение условия точечного изображения к расчету сложных систем. Метод дифференциальных уравнений
Особенности расчета системы Шмидта
7.5. Исправление аберраций высших порядков введением малых деформаций
7.6. Технологические характеристики асферической поверхности. Определение радиуса ближайшей сферы для поверхностей второго порядка

ГЛАВА 8. АБЕРРАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ИСХОДНОГО ВАРИАНТА ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ
8.1. Аберрационный анализ исходного варианта. Методы коррекции аберраций
8.2. Метод проб
8.3. Автоматизированная коррекция аберраций оптических систем. Универсальные программы для коррекции аберраций в оптических системах любых типов и любой степени сложности
Математические методы автоматизированной коррекции
Приемы автоматизированной коррекции оптических систем

ГЛАВА 9. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
9.1. Исходные принципы оценки качества изображения
9.2. Разрешающая способность оптических систем
9.3. Критерий Штреля и волновые критерии оценки качества изображения
9.4. Требования, предъявляемые к универсальному критерию оценки качества изображения
9.5. Функции рассеяния точки и линии. Определение освещенности в произвольной точке изображения
9.6. Оптическая передаточная функция. Функция передачи модуляции и функция передачи фазы (ФПМ и ФПФ)
9.7. ОПФ - автокорреляция зрачковой функции
9.8. Расчет ОПФ
9.9. Полихроматические функции ФРТ и ОПФ

ГЛАВА 10. ОТКЛОНЕНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОТ НОМИНАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА АБЕРРАЦИИ И ПАРАКСИАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
10.1. Расчет влияния изменения параметров на аберрации
10.2. Оценка чувствительности оптических систем к погрешности изготовления
10.3. Влияние децентрировки на аберрации оптической системы

ГЛАВА 11. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ НА КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
11.1. Расчет допусков на изготовление и сборку оптических деталей и узлов
11.2. Расчет допусков на оптические поверхности и детали

ГЛАВА 12. ОФОРМЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ НА РАССЧИТАННУЮ ОПТИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ
12.1. Требования к оформлению принципиальной оптической схемы
12.2. Требования к оформлению оптического выпуска на оптическую систему

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ