DOI: 10.17586/2226-1494-2017-17-3-372-379


УДК 681.7.01, 535.317.2

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДВУХКОМПОНЕНТНОГО АФОКАЛЬНОГО КОМПЕНСАТОРА В ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫХ СИСТЕМАХ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ТЕРМОАБЕРРАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ



Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: : Иванов С.Е., Романова Г.Э. Использование двухкомпонентного афокального компенсатора в зеркально-линзовых системах для коррекции термоаберрации положения // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 3. С. 372–379. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-3-372-379

Аннотация

Предмет статьи.Традиционно афокальные компенсаторы, располагаемые в параллельных или сходящихся пучках лучей, используются для коррекции аберраций зеркальных систем. Дополнительное свойство афокальности позволяет практически не обращать внимания на подбор материалов при проектировании, так как в этом случае апохроматическая коррекция достигается автоматически. Изменение температуры окружающей среды приводит к изменению формы зеркал и их взаимного расположения, кроме того, изменяются оптические характеристики материала компенсатора, что приводит к расфокусировке. Основные результаты. На основе анализа параксиальных соотношений, справедливых для коррекции хроматических аберраций и терморасфокусировки, получены соотношения, позволяющие оценить характеристики материалов, необходимых для пассивной атермализации, т.е. для сохранения качества изображения при изменении температуры окружающей среды без использования механического смещения приемника. Показано, что в двухлинзовом компенсаторе, используемом для коррекции аберраций двухзеркальных объективов в сходящемся пучке лучей, для пассивной атермализации необходимо использовать сочетание оптических стекол и полимерных материалов. Практическая значимость. На основе полученных теоретических соотношений выполнен расчет двухзеркальной системы с афокальным компенсатором, в котором высокое качество изображения сохраняется в широком температурном диапазоне. Использование полученных соотношений на практике позволило продемонстрировать возможность создания атермализованных зеркально-линзовых объективов с использованием комбинаций обычных стекол с современными полимерными материалами. Представленный метод не является универсальным, однако позволяет выполнить подбор материалов для расчета афокальных двухлинзовых систем, позволяющих компенсировать терморасфокусировку изображения без использования активных методов коррекции (механических подвижек).


Ключевые слова: расчет оптических систем, зеркально-линзовая система, афокальный компенсатор, термоаберрация положения, термооптический параметр, оптический полимер

Список литературы
1.     Chen J.L., Chang C.C., Tung C.H. Autofocus searching method. Patent US 20080151097 A1. 2008.
2.     Ahn J.H., Ko J., Lee I.Y., Kim S.H. A fast continuous auto focus algorithm using the state transition model // Pacific Science Review. 2011. V. 13. N 3. P. 125–130.
3.     Ooi K., Izumi K., Nozaki M., Takeda I. An advanced autofocus system for video camera using quasi condition reasoning // IEEE Transaction on Consumer Electronics. 2002. V. 36. N 3. P. 526–530. doi: 10.1109/30.103169
4.     Hanma K., Masuda M., Nabeyama H., Saito Y. Novel technologies for automatic focusing and white balancing of solid state color video camera // IEEE Transactions on Consumer Electronics. 1983. № CE-29. P. 376–382. doi: 10.1109/TCE.1983.356324
5.     Kuster M. Autofocusing method and device for a microscope. Patent US 9036021B2. 2015.
6.     Bueno-Ibarra M.A., Alvarez-Borrego J., Acho L., Chavez-Sanchez M.C. Fast autofocus algorithm for automated microscopes // Optical Engineering. 2005. V. 44. N 6. P. 063601–063601-8. doi: 10.1117/1.1925119
7.     Беззубик В.В., Белашенков Н.Р., Устинов С.Н. Оптимизация алгоритмов автофокусировки цифрового микроскопа // Оптический журнал. 2009. Т.76. № 10. С. 16–22.
8.     Волосов Д.С. Фотографическая оптика. Теория, основы проектирования, оптические характеристики. М.: Искусство, 1978. 543 с.
9.     Русинов М.М. Композиция оптических систем. М.: Либроком, 2010. 296 с.
10.  Андреев Л.Н., Дегтярева Г.С. Афокальный компенсатор аберраций // Известия ВУЗов. Приборостроение. 2015. Т. 58. № 8. C. 621–624. doi: 10.17586/0021-3454-2015-58-8-621-624
11.  Андреев Л.Н., Дегтярева Г.С. Афокальный компенсатор сферической аберрации. Патент РФ №147777. Опубл. 15.11.2014.
12.  Андреев Л.Н., Дегтярева Г.С., Ежова В.В. Афокальный компенсатор сферической аберрации. Патент РФ №133947. Опубл. 27.10.2013.
13.  Андреев Л.Н., Дегтярева Г.С. Афокальный компенсатор кривизны поверхности изображения. Патент РФ №148389. Бюл. 2014. № 34.
14.  Андреев Л.Н., Ежова В.В., Дегтярева Г.С. Прикладная теория аберраций. Часть 3. СПб.: НИУ ИТМО, 2016. 46 с.
Слюсарев Г.Г. Расчет оптических систем. Л.: Машиностроение, 1975. 640 с.
Информация 2001-2017 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика