АВТОМАТИЗАЦИЯ СИНТЕЗА АТЕРМАЛИЗОВАННОГО СКЛЕЕННОГО КОМПОНЕНТА 

Предмет исследования. Рассмотрены вопросы автоматизации синтеза и анализа склеенного компонента с учетом возможностей ахроматизации и одновременной пассивной атермализации. Представлен алгоритм такой автоматизации и приведен пример разработки склеенного компонента с использованием этого алгоритма. Методы. Синтез компонента с учетом ахроматизации заключается в подборе пары стекол и вычислении радиусов кривизны для системы двух бесконечно тонких склеенных линз, обладающей заданными значениями трех параметров, определяющих сферическую аберрацию третьего порядка P, кому третьего порядка W и хроматическую аберрацию C по методике Слюсарева. Пассивная атермализация осуществляется при помощи метода номограмм. В отличие от традиционного визуального подбора пары стекол производится вычисление величины, позволяющей оценить термооптические свойства системы и вывод ее в сводную таблицу. Основные результаты. Разработанный алгоритм позволяет распространить модульный принцип проектирования, который обычно применяется для аберрационных расчетов, также и на расчет терморасфокусировки, так как в процессе автоматизированного расчета оценивается и то, и другое. Приведен пример, демонстрирующий достижения величины расфокусировки меньше дифракционной глубины резкости. Практическая значимость. Разработанный алгоритм позволяет упростить и ускорить для проектировщика этап подбора материалов при предварительном расчете склеенного из двух линз компонента, оценить баланс аберраций в целом, поведение рассчитанного компонента при изменениях температуры, а также выполнить сравнительный анализ нескольких близких вариантов системы.

1. Романова Г.Э., Иванов С.Е. Расчет термостабилизированных ахроматизованных инфракрасных объективов с использованием графо-аналитического метода подбора материалов // Известия вузов. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 3. С. 256–262. doi: 10.17586/0021-3454-2017-60-3-256-262
2. 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
3. Ivanov S.E., Romanova G.E., Bakholdin A.V. Using a two-lens afocal compensator for thermal defocus correction of catadioptric system // Proceedings of SPIE. 2017. V. 10375. P. 1037512. doi: 10.1117/12.2273629
4. Romanova G., Ivanova T., Korotkova N. Automation design of cemented doublet // Proceedings of SPIE. 2015. V. 9626. P. 96262S.doi: 10.1117/12.2191115
5. Иванова Т.В., Романова Г.Э., Бондаренко Д.В., Калинкина О.С., Короткова Н.Д. Синтез склеенного компонента // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016614896. 2016.
6. Ivanova T.V., Romanova G.E., Zhukova T.I., Kalinkina O.S. Method for calculation and analysis of a cemented component with a chromatic and aplanatic correction // Journal of Optical Technology. 2017. V. 84. N 8. P. 548–551. doi: 10.1364/jot.84.000548
7. Ivanova T., Romanova G., Zhukova T., Kalinkina O. Computer tool for achromatic and aplanatic cemented doublet design and analysis // Proceedings of SPIE. 2017. V. 10376. P. 103760X. doi: 10.1117/12.2274156
8. Слюсарев Г.Г. Расчет оптических систем. Л.: Машиностроение, 1975. 640 с.
9. Трубко С.В. Расчет двухлинзовых склеенных объективов. Справочник. Л.: Машиностроение, 1984. 141 c.
10. Zemax Optic Studio 18.9. User's Manual. Radiant Zemax LLC, 2019.2557 p.
11. Иванов С.Е., Романова Г.Э. Метод выбора оптических материалов для создания апохроматических атермализованных оптических систем // Оптический журнал. 2016. № 12. С. 25–30.
12. Волосов Д.С. Фотографическая оптика. Теория, основы проектирования, оптические характеристики. М.: Искусство, 1978. 543 с.
13. Schwertz K., Dillon D., Sparrold S.W. Graphically selecting optical components and housing material for color correction and passive athermalization // Proc. of SPIE. 2010. V. 8486. 18 p. doi: 10.1117/12.930968
14. Shchavalev O.S., Arhipova L.N. Athermal optical glasses and thermally stable space-based apochromats // Journal of Optical Technology. 2003. V. 70. N 8. P. 576–585.doi: 10.1364/jot.70.000576
15. Tamagava Y. Multilens system design with an athermal chart // Applied Optics. 1994. V. 33. P. 8009–8013. doi: 10.1364/ao.33.008009
16. Tamagava Y., Wakabayashi S., Tajime T. New design method for athermalized optical systems // Proc. SPIE. 1992. V. 1752. P. 232–238.doi: 10.1117/12.130734
17. Ivanova T.V., Zhukova T.I. Conversion of optical system parameters in various software products // Journal of Optical Technology. V. 84.N 1.P. 12–15.doi: 10.1364/jot.84.000012

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License