Фазовый объектив

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет увеличить поле зрения устройства. Объектив состоит из двух компонентов , первый из которых выполнен в виде линзы .1 Френеля со ступенчатым профилем на одной из поверхностей . Афокальный компенсатор 2 фазовых искажений представляет собой отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Фазовые сдвиги волновых фронтов каждой зоны определены относительно опорных сфер сравнения, заданных с фазовыми смещениями 2 П . Волновые аберрации оцениваются как разности длин оптических путей лучей, проходящих на разных высотах френелевской поверхности в меридиальной и сагиттальной плоскостях относительно длины оптического пути главного луча центральной зоны. 3 ил., 2 табл. о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

SU 127704 д!) 4 С 02 В 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

) E

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3738395/24-10 (22) 08.05.84 (46) 15.12.86. Бюл. !! - 46 (72) В.А.Гримм, С.А.Смирнов, К.И.Крылов и В.А.Павельев (53) 535. 3! 7 (088. 8) (56) Патент США Ф 4070105, кл. 351-159 опублик.. 1978.

Патент Великобритании !!- 1311991, кл. G 02 В 3/08, 17/06, 1973. (54) ФАЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет увеличить поле зрения устройства.

Объектив состоит из двух компонентов, первый из которых выполнен в виде линзы .1 Френеля со ступенчатым профилем на одной из поверхностей. Афокальный компенсатор 2 фазовых искажений представляет собой отрицательный мениск, обращенный вогнутостью к предмету. Фазовые сдвиги волновых фронтов каждой зоны определены относительно опорных сфер сравнения, заданных с фазовыми смещениями 2 П . Волновые аберрации оцениваются как разности длин оптических путей лучей, проходящих на разных высотах френелевской поверхности в меридиальной и сагиттальной плоскостях относительно длины оптического пути главного луча центральной зоны. 3 ил., 2 табл.

1277041

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к классу высокоразрешающих объективов, и может быть использовано для формирования качественного изображения в монохроматическом свете н спектральном диапазоне длин волн

0,05-10 мм.

На фиг.1 изображен фазовый объектив в разреза, общий вид; на фиг.2 и 3 — графики поперечных и волновых аберраций осевой и внеосевой точек предмета.

Фазовый объектив состоит иэ френелевской линзы 1 со ступенчатым профилем на одной из своих поверхностей и афокального компенсатора фазовых искажений 2, выполненного в виде от— рицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету. Положение входных зрачков зон определяется точкой пересечения виньетирующей кромки ступеньки с номером i+1 и рабочим склоном i-й.

В табл.1 приведены конструктивные параметры фазового объектива, предназначенного для работы с бесконечности на длине волны Л =8,6 мм, имеющего поле зрения 2 P = 30, фо-.

I кусное расстояние f = 250 мм и относительное отверстие D:f=l:1.

Оценка геометрических аберраций для осевой и внеосевой точек предмета (фиг.2 и 3) выполнена для плоскости установки, смещенной от фокуса центральной зоны на величину !

1 = -8 мм и находящейся от последней поверхности объектива на расстоянии

$ = 169.76 мм. Волновые аберрации оцениваются как разности длин оптических путей лучей, проходящих на разных высотах френелевской поверхности в меридиальной и сагиттальной плоскостях относительно длины опти.ческого пути главного луча центральной зоны.

В табл.2 приведены результаты расчета относительной освещенности

Е в центре пятен для точек поля.

В случае малых аберраций среднеквадратическая волновая аберрация W на выходном кольцевом зрач1 ке с номером 1 связана с амплитудой возмущения П в точке пересе1 чения главного луча с плоскостью установки следующим выражением: л

2 — — 2П g

m — m .

2 7

Тогда относительная освещенность

Е в центре пятна определяется как квадрат результирующей амплитуды возмущения от И зон:

2 !4 2

Е = (g U, sin 9.) + (QU; соэч . )

i -- ! =1

Падение освещенности по полю за счет наклона подающего луча в данной формуле не учитывается.

Формула изобретения

Фазовый объектив, содержащий два компонента, первый из которых выполнен в виде линзы Френеля со ступенчатым профилем на. одной иэ свойХ поверхностей высота. ступенек которой определяется из соотношения

h(n-1) = ВЛ

40 где h — высота ступенек, n — показатель преломления материала линзы Френеля; целое положительное число (1с = 0,1„2...); — длина волны излучения принимаемого объективом, отличающийся тем, что, с целью увеличения поля зрения, второй компонент выполнен в виде отрицательного мениска, обращенного вогнутостью к предмету. где m . .— размер зоны с номером

m., — размер зоны с номером i-I;

m — размер внешней зоны; количество эон.

Фазовые сдвиги волновых фронтов !, каждой зоны вычисляются относительно опорных сфер сравнения, задан-!

5 ных с фазовыми смещениями 2!1, как среднее значение отклонений волновых

I аберраций V для п лучей: к

2 Г! ч = — —, (4 -(i-1) P ) пЛ! 27704 !

Таблица 1

Иатери Покаал лин- затель

Радиус ТолщиММ на по

Лин ПлосЗона

1 !! Световой д аметр, мм за кость

1 ф ф оси, прелом ления зы мм

1 155,77 35,0 119,8

1 1

2 !83,0 46,77 196,2 Полистирол

1,6

3 193, 68 59, 43 250, 0

2 — — 1937, 1 42, 24 246, 8

2 3 — -200,79 25,0 243у6

Таблица 2

Зона, Ф

Поле

m:, мм., град зрения, град

Точка нй оси 5=0 1

1,97 0 1710 0,230

2 0,0037 0 358 0,863

23,54 Оу0032 0,360

59,9

98,1

125,0

Точка на оси P=-15 1

59 9 -15, 3 0,0013 0,224

98,1 -19,8 0,003 0,363 0,745

125,0 -9,3 0,014 0,278

4 — -205,22 249,2 Поли- 1,6 стирол!

27704!

maori«0 тс««7

- ЫЬ7

-10 — 100

Срерииесяоя

Военооая

m- re q C««g

m — оиру s мн7 нериоионалы ое и

--согиттюлное се ения

У- Vgy

И ЕИ

ВогиоАа

Поперечная

Составитель В.Сорокин

Редактор Э.Слиган Техред Л.Сердюкова Корректор В.Бутяга

Заказ 6663/39 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3К-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4