РАСЧЕТ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХЗЕРКАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
60 Нгуен Куанг Хиеп, Т. И. Якушенкова
УДК 535.8
НГУЕН КУАНГ ХИЕП, Т. И. ЯКУШЕНКОВА
РАСЧЕТ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХЗЕРКАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Предлагается принцип нахождения всех возможных вариантов конструкций двухзеркальных фокусирующих композиций, приводятся обобщенная методика и результаты расчета их конструктивных параметров, рассматривается графический способ одновременного представления результатов расчета многих вариантов и их характеристик.
Ключевые слова: двухзеркальная композиция, коэффициент экранирования.
Введение. При разработке оптических систем различного назначения широко используются двухзеркальные композиции как в качестве самостоятельных систем, так и в составе сложных. В современной литературе [1—3] описываются конструкции и методы расчета известных двухзеркальных объективов Кассегрена, Ричи — Кретьена, Грегори, Шварцшильда и др., а также телескопические системы различного назначения. Однако их использование в новых разработках затруднено вследствие отсутствия данных обо всех возможных конструкциях и описания обобщенного метода их расчета.
Использование двухзеркальных композиций при разработке новых оптических систем — таких как системы адаптивной оптики (центрированные, внеосевые, децентрированные), системы с увеличенным пределом визирования различно удаленных объектов, системы трансформирования лазерного пучка, широкоугольные и панорамные зеркальные и зеркально-линзовые системы — требует анализа большого количества данных. На этом этапе исходный вариант конструкции двухзеркальной композиции достаточно представить со сферическими поверхностями; основные свойства такой конструкции определяются радиусами кривизны зеркал и расстоянием между ними (r1, r2, d).
В настоящей статье предлагается принцип нахождения таких фокусирующих двухзеркальных композиций, позволяющий найти все возможные варианты конструкций, приводятся методика и результат их расчета, а также графический способ представления результатов расчета одновременно для многих вариантов.
Принцип построения двухзеркальных композиций. На основе известных в геометрической оптике условий формирования действительного или мнимого изображения по взаимному расположению фокусов в двухкомпонентной системе для описания всех возможных конструкций двухзеркальных композиций предлагается принцип их построения по ходу первого параксиального луча.
Во всех рассматриваемых вариантах положение и фокусное расстояние f ′1 (или радиус кривизны r1) первого зеркала предлагается считать постоянным. В этом случае положение второго зеркала определяется коэффициентом экранирования, равным отношению высот падения первого параксиального луча на зеркала (k=h2/h1).
Принцип нахождения всех возможных вариантов двухзеркальных композиций можно продемонстрировать для варианта с удаленным объектом (s1=–∞, β0=0) на примере, когда первое зеркало вогнутое, а второе зеркало располагается в зоне 0
УДК 535.8
НГУЕН КУАНГ ХИЕП, Т. И. ЯКУШЕНКОВА
РАСЧЕТ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХЗЕРКАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Предлагается принцип нахождения всех возможных вариантов конструкций двухзеркальных фокусирующих композиций, приводятся обобщенная методика и результаты расчета их конструктивных параметров, рассматривается графический способ одновременного представления результатов расчета многих вариантов и их характеристик.
Ключевые слова: двухзеркальная композиция, коэффициент экранирования.
Введение. При разработке оптических систем различного назначения широко используются двухзеркальные композиции как в качестве самостоятельных систем, так и в составе сложных. В современной литературе [1—3] описываются конструкции и методы расчета известных двухзеркальных объективов Кассегрена, Ричи — Кретьена, Грегори, Шварцшильда и др., а также телескопические системы различного назначения. Однако их использование в новых разработках затруднено вследствие отсутствия данных обо всех возможных конструкциях и описания обобщенного метода их расчета.
Использование двухзеркальных композиций при разработке новых оптических систем — таких как системы адаптивной оптики (центрированные, внеосевые, децентрированные), системы с увеличенным пределом визирования различно удаленных объектов, системы трансформирования лазерного пучка, широкоугольные и панорамные зеркальные и зеркально-линзовые системы — требует анализа большого количества данных. На этом этапе исходный вариант конструкции двухзеркальной композиции достаточно представить со сферическими поверхностями; основные свойства такой конструкции определяются радиусами кривизны зеркал и расстоянием между ними (r1, r2, d).
В настоящей статье предлагается принцип нахождения таких фокусирующих двухзеркальных композиций, позволяющий найти все возможные варианты конструкций, приводятся методика и результат их расчета, а также графический способ представления результатов расчета одновременно для многих вариантов.
Принцип построения двухзеркальных композиций. На основе известных в геометрической оптике условий формирования действительного или мнимого изображения по взаимному расположению фокусов в двухкомпонентной системе для описания всех возможных конструкций двухзеркальных композиций предлагается принцип их построения по ходу первого параксиального луча.
Во всех рассматриваемых вариантах положение и фокусное расстояние f ′1 (или радиус кривизны r1) первого зеркала предлагается считать постоянным. В этом случае положение второго зеркала определяется коэффициентом экранирования, равным отношению высот падения первого параксиального луча на зеркала (k=h2/h1).
Принцип нахождения всех возможных вариантов двухзеркальных композиций можно продемонстрировать для варианта с удаленным объектом (s1=–∞, β0=0) на примере, когда первое зеркало вогнутое, а второе зеркало располагается в зоне 0