Исследование двухлинзовых объективов-ахроматов как базовых элементов светосильных объективов приборов ночного видения
ÏÈÑÜÌÀ Â ÐÅÄÀÊÖÈÞ
ÓÄÊ 535.8
ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÄÂÓÕËÈÍÇÎÂÛÕ ÎÁÚÅÊÒÈÂÎÂ-ÀÕÐÎÌÀÒΠÊÀÊ ÁÀÇÎÂÛÕ ÝËÅÌÅÍÒΠÑÂÅÒÎÑÈËÜÍÛÕ ÎÁÚÅÊÒÈÂΠÏÐÈÁÎÐΠÍÎ×ÍÎÃÎ ÂÈÄÅÍÈß
2009 ã.
C. Â. Îëåéíèê; Ò. Í. Õàöåâè÷, êàíä. òåõí. íàóê Ñèáèðñêàÿ ãîñóäàðñòâåííàÿ ãåîäåçè÷åñêàÿ àêàäåìèÿ, Íîâîñèáèðñê E-mail: shafrai@risp.ru
Èññëåäîâàíû äâóõëèíçîâûå îáúåêòèâû èç êîìáèíàöèé ñòåêîë ðàçëè÷íûõ ìàðîê, ïîëó÷åí íàáîð áàçîâûõ äâóõëèíçîâûõ îáúåêòèâîâ ñ îòíîñèòåëüíûì îòâåðñòèåì 1:3–1:2,5, àõðîìàòèçèðîâàííûõ äëÿ ñïåêòðàëüíîãî äèàïàçîíà 0,6–0,9 ìêì.
Êîäû OCIS: 220.0220, 220.1000, 220.3620.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 21.10.2008.
Äâóõëèíçîâûå îáúåêòèâû îñòàþòñÿ áàçîâûìè ýëåìåíòàìè äëÿ ðàñ÷åòà ñâåòîñèëüíûõ îáúåêòèâîâ ñîâðåìåííûõ ïðèáîðîâ íî÷íîãî âèäåíèÿ (ÏÍÂ), ïðè ýòîì îáëàñòü èõ àõðîìàòèçàöèè äîëæíà áûòü ñîãëàñîâàíà ñî ñïåêòðàëüíîé õàðàêòåðèñòèêîé èñïîëüçóåìûõ ýëåêòðîííî-îïòè÷åñêèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé (ÝÎÏ), à âûñîêèé ïðåäåë ðàçðåøåíèÿ ñîâðåìåííûõ ÝÎÏ 2-ãî è 3-ãî ïîêîëåíèé (45–60 ìì–1) äèêòóåò íåîáõîäèìîñòü êà÷åñòâåííîé êîððåêöèè îñòàòî÷íûõ àáåððàöèé â áàçîâîì ýëåìåíòå îáúåêòèâà.
Öåëüþ ðàáîòû ÿâëÿëîñü ñîçäàíèå íàáîðà áàçîâûõ äâóõëèíçîâûõ îáúåêòèâîâ ñ îòíîñèòåëüíûì îòâåðñòèåì äî 1:2,5, àõðîìàòèçèðîâàííûõ â ñïåêòðàëüíîì äèàïàçîíå îò λ1 = 0,6 ìêì äî λ2 = 0,9 ìêì, ñîîòâåòñòâóþùåì ñïåêòðàëüíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ôîòîêàòîäîâ ÝÎÏ, ñ îäíîâðåìåííûì óñòðàíåíèåì ñôåðè÷åñêîé àáåððàöèè ïóòåì èññëåäîâàíèÿ êîìáèíàöèé ñòåêîë ìàðîê ðîññèéñêèõ ïðîèçâîäèòåëåé.
 îïòè÷åñêîé ñèñòåìå, ñîñòîÿùåé èç äâóõ âïëîòíóþ ðàñïîëîæåííûõ êîìïîíåíòîâ, àõðîìàòè÷åñêàÿ êîððåêöèÿ â îïðåäåëåííîì ñïåêòðàëüíîì èíòåðâàëå îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðè âûïîëíåíèè èçâåñòíûõ óñëîâèé
Φ = Φ1 + Φ2, Φ1 = Φν1/(ν1 – ν2), Φ2 = Φν2/(ν2 – ν2),
(1)
ñâÿçûâàþùèõ îïòè÷åñêèå ñèëû Φ1, Φ2 ïåðâîãî è âòîðîãî êîìïîíåíòîâ è âñåé ñèñòåìû Φ ñ êîýôôèöèåíòàìè ñðåäíèõ äèñïåðñèé ν1 è ν2 ìàòåðèàëîâ ëèíç.
Îäíîâðåìåííîå óìåíüøåíèå âòîðè÷íîãî ñïåêòðà ∆sλ′1λ0, êîòîðîå â äâóõëèíçîâîì îáúåêòèâå–àõðîìàòå îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîé
∆sλ′1,λ0 = − fλ′0 ( p1 − p2 )/(ν1 − ν2 ),
(2)
âîçìîæíî ïðè ñîáëþäåíèè ðàâåíñòâà îòíîñèòåëüíûõ ÷àñòíûõ äèñïåðñèé p1 è p2 èñïîëüçóåìûõ ìàðîê ñòåêîë.
 ôîðìóëó (1) âõîäÿò îïòè÷åñêèå ñèëû ëèíç Φ1 è Φ2, ïðîïîðöèîíàëüíûå ðàçíîñòè êðèâèçí èõ ïðåëîìëÿþùèõ ïîâåðõíîñòåé. Çàäàííàÿ ðàçíîñòü êðèâèçí ìîæåò áûòü îïðåäåëåíà áåñêîíå÷íûì ìíîæåñòâîì ðåøåíèé. Îäíàêî ýòà ðàçíîñòü îäíîçíà÷íî îïðåäåëÿåò ñôåðè÷åñêóþ àáåððàöèþ ëèíçû. Êîìáèíèðóÿ ëèíçû ñ ðàçëè÷íûìè êðèâèçíàìè ρ ïðåëîìëÿþùèõ ïîâåðõíîñòåé, ðàçíîñòü ∆ρ ìåæäó êîòîðûìè ñòðîãî çàäàíà, ìîæíî äîáèòüñÿ â äâóõëèíçîâîì îáúåêòèâå ïðèíöèïèàëüíîãî óñòðàíåíèÿ ñôåðè÷åñêîé àáåððàöèè.
Äëÿ îòå÷åñòâåííûõ ìàðîê ñòåêîë áûë ïðîâåäåí ðàñ÷åò îòíîñèòåëüíîé ÷àñòíîé p è ñðåäíåé ν äèñïåðñèé â óêàçàííîì äèàïàçîíå äëèí âîëí (λ1 = 0,6 ìêì, λ0 = 0,75 ìêì, λ2 = 0,9 ìêì), ïðè ýòîì ïîêàçàòåëè ïðåëîìëåíèÿ n ðàññ÷èòûâàëèñü ïî äèñïåðñèîííîé ôîðìóëå. Äàëåå ïî ôîðìóëàì (1) è (2) îïðåäåëÿëèñü ïàðàìåòðû ëèíç, êîìáèíàöèÿ êîòîðûõ ïîçâîëÿåò êîððèãèðîâàòü â äâóõëèíçîâîì îáúåêòèâå õðîìàòèçì ïîëîæåíèÿ è ñôåðè÷åñêóþ àáåððàöèþ. Îáùåå ÷èñëî èññëåäîâàííûõ ñî÷åòàíèé ìàðîê ñòåêîë – áîëåå ïÿòèñîò. Èññëåäîâàííûå êîìáèíàöèè ðàçáèòû íà ïÿòü ãðóïï (ñì. ðèñ.), äëÿ êàæäîé èç êîòîðûõ íà âòîðîì ýòàïå ðàáîòû ìåòîäîì îïòèìèçàöèè îïðåäåëåíû ïðåäåëüíûå âîçìîæíîñòè ïî êîððåêöèè îñåâûõ è âíåîñåâûõ àáåððàöèé (äëÿ ìàëûõ óãëîâûõ ïîëåé – äî 2,5°). Ïðè ýòîì äëÿ îöåíêè êà÷åñòâà èçîáðàæåíèÿ áûë èñïîëüçîâàí êðèòåðèé, ïðåäëîæåííûé â ðàáîòå [1]: “îáúåêòèâ äîëæåí îáëàäàòü âîçìîæíî
64 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 1, 2009
0,6 IV
Ðàçíîñòü ÷àñòíûõ äèñïåðñèé ∆p
0,4 V
III
II 0,2
I
0 30
40 50 Ðàçíîñòü îòíîñèòåëüíûõ ñðåäíèõ äèñïåðñèé ∆ν
60
Ðàñïðåäåëåíèå èññëåäîâàííûõ áàçîâûõ äâóõëèíçîâûõ îáúåêòèâîâ ïî ãðóïïàì â çàâèñèìîñòè îò ∆p è ∆ν.
âûñîêèìè êîýôôèöèåíòàìè ïåðåäà÷è êîíòðàñòîâ â ïðåäåëàõ òîãî äèàïàçîíà ÷àñòîò, â êîòîðîì îí ðàáîòàåò ñ äàííûì ïðèåìíèêîì èçîáðàæåíèé”.
Ê ãðóïïå I îòíåñåíû ïàðû îïòè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ, îáëàäàþùèå ìàëîé ðàçíîñòüþ îòíîñèòåëüíûõ ÷àñòíûõ äèñïåðñèé ∆p, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ñóùåñòâåííîãî óìåíüøåíèÿ âòîðè÷íîãî ñïåêòðà ïðè ðàçðàáîòêå îáúåêòèâà.  ýòó ãðóïïó âêëþ÷åíû 22 ïàðû, ñîñòàâëåííûå èç ñëåäóþùèõ îïòè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ: ÎÊ1–ÁÔ16, ÎÊ2–ÁÔ27, ÎÊ1–ÁÔ8, ÎÊ1–ÁÔ25, ÎÊ1–ËÔ11, ÎÊ1–ÁÔ32, ÎÊ1–ÎÔ7, ÎÊ1–ËÔ10, ÎÊ2–ÎÔ3, ÎÊ2–ÎÔ8, ÎÊ2–ÎÔ4, ÎÊ1–ËÔ12, ÎÊ2–ËÔ5, ÎÊ2–ËÔ7, ÎÊ2– ÎÔ5, ÎÊ1–ÒÁÔ9, ÎÊ1–ÎÔ3, ÎÊ1–ÎÔ8, ÎÊ1–ÎÔ4, ÎÊ1–ËÔ5, ÎÊ2–ËÔ5 è ÎÊ1–ÎÔ5. Ê ñîæàëåíèþ, â ïåðå÷èñëåííûõ ïàðàõ ðàçíîñòè ñðåäíèõ äèñïåðñèé ∆ν ïðèìåíÿåìûõ ìàòåðèàëîâ ëåæàò â äîâîëüíî óçêîì ïðîìåæóòêå ∆ν = 30,1–37,9. Òàêîé ìàëûé èíòåðâàë ðàçíîñòåé ∆ν çàòðóäíÿåò ðàñ÷åò îáúåêòèâîâ ñ óâåëè÷åííûì îòíîñèòåëüíûì îòâåðñòèåì.
Îïòè÷åñêèå ïàðû ãðóïïû V îáëàäàþò âåñüìà áîëüøîé ðàçíîñòüþ êîýôôèöèåíòîâ ñðåäíåé äèñïåðñèè ∆ν, ÷òî áëàãîïðèÿòñòâóåò óìåíüøåíèþ êðèâèçíû ïðåëîìëÿþùèõ ïîâåðõíîñòåé îáúåêòèâà, à, ñëåäîâàòåëüíî, è óâåëè÷åíèþ åãî îòíîñèòåëüíîãî îòâåðñòèÿ.  ýòó ãðóïïó âêëþ÷åíû âñåãî ïÿòü îáúåêòèâîâ ñî ñëåäóþùèìè êîìáèíàöèÿìè îïòè÷åñêèõ ìàòåðè-
àëîâ: ÎÊ1–ÑÒÔ11, ÎÊ1–ÑÒÔ3, ÎÊ2–ÑÒÔ11, ÎÊ2–ÑÒÔ3 è ÎÊ1–ÑÒÔ2. Îäíàêî íåäîñòàòî÷íî ìàëàÿ ðàçíîñòü îòíîñèòåëüíûõ ÷àñòíûõ äèñïåðñèé ∆p íå ïîçâîëÿåò óìåíüøèòü õðîìàòè÷åñêóþ àáåððàöèþ â äâóõëèíçîâîì ñêëååííîì îáúåêòèâå ýòîé ãðóïïû. Ïðè îòêàçå îò ñêëååííîñòè ëèíç ïîÿâëÿåòñÿ äîïîëíèòåëüíàÿ âîçìîæíîñòü âëèÿíèÿ íà ñôåðîõðîìàòè÷åñêóþ àáåððàöèþ.
Îïòè÷åñêèå ïàðû ãðóïï II–IV ìîãóò èìåòü ïðè áîëüøîé ðàçíîñòè ÷àñòíûõ îòíîñèòåëüíûõ äèñïåðñèé ∆p äîñòàòî÷íî áîëüøóþ ðàçíîñòü ñðåäíèõ äèñïåðñèé ∆ν. Ïðèìåíåíèå òàêèõ ïàð ïðè ðàçðàáîòêå äâóõëèíçîâûõ îáúåêòèâîâ ïîçâîëÿåò îäíîâðåìåííî ñ óìåíüøåíèåì âòîðè÷íîãî ñïåêòðà óâåëè÷èòü îòíîñèòåëüíîå îòâåðñòèå. Ê òàêèì îòíîñÿòñÿ, íàïðèìåð, ñëåäóþùèå: ËÊ3–ÑÒÔ11 (∆p = 0,05, ∆ν = 52,5), ËÊ8–ÒÁÔ14 (∆p = 0,05, ∆ν = 42), ÑÒÊ12–ÑÒÔ3 (∆p = 0,06, ∆ν = 38,7).
 ðåçóëüòàòå ïîëó÷åí íàáîð “áàçîâûõ” äâóõëèíçîâûõ îáúåêòèâîâ ñ îòíîñèòåëüíûìè îòâåðñòèÿìè 1:3–1:2,5, àõðîìàòèçèðîâàííûõ äëÿ ñïåêòðàëüíîãî èíòåðâàëà 0,6–0,9 ìêì, êîòîðûå ìîãóò ñëóæèòü îñíîâîé äëÿ ðàñ÷åòà ñâåòîñèëüíûõ îáúåêòèâîâ ÏÍÂ, ðàáîòàþùèõ ñ ñîâðåìåííûìè ÝÎÏ 2-ãî è 3-ãî ïîêîëåíèé.  õîäå èññëåäîâàíèÿ òàêæå áûëî âûÿâëåíî ñëåäóþùåå: íàèëó÷øèå ðåçóëüòàòû ïîëó÷àþòñÿ ïðè êîìïîíîâêå îáúåêòèâà ïî ñõåìå “ïîëîæèòåëü-
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 1, 2009
65
íûé êðîí – îòðèöàòåëüíûé ôëèíòîâûé ìåíèñê”. Ïåðâûé ýëåìåíò âûïîëíÿåò ÷èñòî ñèëîâóþ ôóíêöèþ è â áîëüøåé ñòåïåíè îïðåäåëÿåò ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå îáúåêòèâà. Òîëùèíà ïî îñè êîððåêöèîííî-ñèëîâîãî ìåíèñêà ÿâëÿåòñÿ ìîùíûì êîððåêöèîííûì ïàðàìåòðîì, à âûáîð ìàðîê ñòåêëà èìååò âàæíîå çíà÷åíèå äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ ôîðñèðîâàííûõ ïî ñâåòîñèëå îáúåêòèâîâ. Îäíàêî îòñóòñòâèå íåîáõîäèìûõ îïòè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ ìîæíî äî îïðåäåëåííîé ñòåïåíè êîìïåíñèðîâàòü çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ ðàçìåðà âîçäóøíîãî ïðîìåæóòêà ìåæäó êîìïîíåíòàìè.
Íàéäåííûå îïòèìàëüíûå êîìáèíàöèè èñïîëüçîâàíû ïðè ðàçðàáîòêå ñâåòîñèëüíûõ îáúåêòèâîâ ÏÍÂ ñ îòíîñèòåëüíûìè îòâåðñòèÿìè äî 1:1,5, íàïðèìåð [2]. Îáúåêòèâû èçãîòîâëåíû è âíåäðåíû â ïðîèçâîäñòâî â ÎÀÎ “Êàòîä” (Íîâîñèáèðñê).
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. Âîëîñîâ Ä.Ñ. Ôîòîãðàôè÷åñêàÿ îïòèêà. Ì.: Èñêóññòâî, 1971. 671 ñ.
12. Õàöåâè÷ Ò.Í., Îëåéíèê Ñ.Â. Ëèíçîâûé îáúåêòèâ // Ïàòåíò Ðîññèè ¹ 2239855. 2004.
66 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 1, 2009
ÓÄÊ 535.8
ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÄÂÓÕËÈÍÇÎÂÛÕ ÎÁÚÅÊÒÈÂÎÂ-ÀÕÐÎÌÀÒΠÊÀÊ ÁÀÇÎÂÛÕ ÝËÅÌÅÍÒΠÑÂÅÒÎÑÈËÜÍÛÕ ÎÁÚÅÊÒÈÂΠÏÐÈÁÎÐΠÍÎ×ÍÎÃÎ ÂÈÄÅÍÈß
2009 ã.
C. Â. Îëåéíèê; Ò. Í. Õàöåâè÷, êàíä. òåõí. íàóê Ñèáèðñêàÿ ãîñóäàðñòâåííàÿ ãåîäåçè÷åñêàÿ àêàäåìèÿ, Íîâîñèáèðñê E-mail: shafrai@risp.ru
Èññëåäîâàíû äâóõëèíçîâûå îáúåêòèâû èç êîìáèíàöèé ñòåêîë ðàçëè÷íûõ ìàðîê, ïîëó÷åí íàáîð áàçîâûõ äâóõëèíçîâûõ îáúåêòèâîâ ñ îòíîñèòåëüíûì îòâåðñòèåì 1:3–1:2,5, àõðîìàòèçèðîâàííûõ äëÿ ñïåêòðàëüíîãî äèàïàçîíà 0,6–0,9 ìêì.
Êîäû OCIS: 220.0220, 220.1000, 220.3620.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 21.10.2008.
Äâóõëèíçîâûå îáúåêòèâû îñòàþòñÿ áàçîâûìè ýëåìåíòàìè äëÿ ðàñ÷åòà ñâåòîñèëüíûõ îáúåêòèâîâ ñîâðåìåííûõ ïðèáîðîâ íî÷íîãî âèäåíèÿ (ÏÍÂ), ïðè ýòîì îáëàñòü èõ àõðîìàòèçàöèè äîëæíà áûòü ñîãëàñîâàíà ñî ñïåêòðàëüíîé õàðàêòåðèñòèêîé èñïîëüçóåìûõ ýëåêòðîííî-îïòè÷åñêèõ ïðåîáðàçîâàòåëåé (ÝÎÏ), à âûñîêèé ïðåäåë ðàçðåøåíèÿ ñîâðåìåííûõ ÝÎÏ 2-ãî è 3-ãî ïîêîëåíèé (45–60 ìì–1) äèêòóåò íåîáõîäèìîñòü êà÷åñòâåííîé êîððåêöèè îñòàòî÷íûõ àáåððàöèé â áàçîâîì ýëåìåíòå îáúåêòèâà.
Öåëüþ ðàáîòû ÿâëÿëîñü ñîçäàíèå íàáîðà áàçîâûõ äâóõëèíçîâûõ îáúåêòèâîâ ñ îòíîñèòåëüíûì îòâåðñòèåì äî 1:2,5, àõðîìàòèçèðîâàííûõ â ñïåêòðàëüíîì äèàïàçîíå îò λ1 = 0,6 ìêì äî λ2 = 0,9 ìêì, ñîîòâåòñòâóþùåì ñïåêòðàëüíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ôîòîêàòîäîâ ÝÎÏ, ñ îäíîâðåìåííûì óñòðàíåíèåì ñôåðè÷åñêîé àáåððàöèè ïóòåì èññëåäîâàíèÿ êîìáèíàöèé ñòåêîë ìàðîê ðîññèéñêèõ ïðîèçâîäèòåëåé.
 îïòè÷åñêîé ñèñòåìå, ñîñòîÿùåé èç äâóõ âïëîòíóþ ðàñïîëîæåííûõ êîìïîíåíòîâ, àõðîìàòè÷åñêàÿ êîððåêöèÿ â îïðåäåëåííîì ñïåêòðàëüíîì èíòåðâàëå îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðè âûïîëíåíèè èçâåñòíûõ óñëîâèé
Φ = Φ1 + Φ2, Φ1 = Φν1/(ν1 – ν2), Φ2 = Φν2/(ν2 – ν2),
(1)
ñâÿçûâàþùèõ îïòè÷åñêèå ñèëû Φ1, Φ2 ïåðâîãî è âòîðîãî êîìïîíåíòîâ è âñåé ñèñòåìû Φ ñ êîýôôèöèåíòàìè ñðåäíèõ äèñïåðñèé ν1 è ν2 ìàòåðèàëîâ ëèíç.
Îäíîâðåìåííîå óìåíüøåíèå âòîðè÷íîãî ñïåêòðà ∆sλ′1λ0, êîòîðîå â äâóõëèíçîâîì îáúåêòèâå–àõðîìàòå îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëîé
∆sλ′1,λ0 = − fλ′0 ( p1 − p2 )/(ν1 − ν2 ),
(2)
âîçìîæíî ïðè ñîáëþäåíèè ðàâåíñòâà îòíîñèòåëüíûõ ÷àñòíûõ äèñïåðñèé p1 è p2 èñïîëüçóåìûõ ìàðîê ñòåêîë.
 ôîðìóëó (1) âõîäÿò îïòè÷åñêèå ñèëû ëèíç Φ1 è Φ2, ïðîïîðöèîíàëüíûå ðàçíîñòè êðèâèçí èõ ïðåëîìëÿþùèõ ïîâåðõíîñòåé. Çàäàííàÿ ðàçíîñòü êðèâèçí ìîæåò áûòü îïðåäåëåíà áåñêîíå÷íûì ìíîæåñòâîì ðåøåíèé. Îäíàêî ýòà ðàçíîñòü îäíîçíà÷íî îïðåäåëÿåò ñôåðè÷åñêóþ àáåððàöèþ ëèíçû. Êîìáèíèðóÿ ëèíçû ñ ðàçëè÷íûìè êðèâèçíàìè ρ ïðåëîìëÿþùèõ ïîâåðõíîñòåé, ðàçíîñòü ∆ρ ìåæäó êîòîðûìè ñòðîãî çàäàíà, ìîæíî äîáèòüñÿ â äâóõëèíçîâîì îáúåêòèâå ïðèíöèïèàëüíîãî óñòðàíåíèÿ ñôåðè÷åñêîé àáåððàöèè.
Äëÿ îòå÷åñòâåííûõ ìàðîê ñòåêîë áûë ïðîâåäåí ðàñ÷åò îòíîñèòåëüíîé ÷àñòíîé p è ñðåäíåé ν äèñïåðñèé â óêàçàííîì äèàïàçîíå äëèí âîëí (λ1 = 0,6 ìêì, λ0 = 0,75 ìêì, λ2 = 0,9 ìêì), ïðè ýòîì ïîêàçàòåëè ïðåëîìëåíèÿ n ðàññ÷èòûâàëèñü ïî äèñïåðñèîííîé ôîðìóëå. Äàëåå ïî ôîðìóëàì (1) è (2) îïðåäåëÿëèñü ïàðàìåòðû ëèíç, êîìáèíàöèÿ êîòîðûõ ïîçâîëÿåò êîððèãèðîâàòü â äâóõëèíçîâîì îáúåêòèâå õðîìàòèçì ïîëîæåíèÿ è ñôåðè÷åñêóþ àáåððàöèþ. Îáùåå ÷èñëî èññëåäîâàííûõ ñî÷åòàíèé ìàðîê ñòåêîë – áîëåå ïÿòèñîò. Èññëåäîâàííûå êîìáèíàöèè ðàçáèòû íà ïÿòü ãðóïï (ñì. ðèñ.), äëÿ êàæäîé èç êîòîðûõ íà âòîðîì ýòàïå ðàáîòû ìåòîäîì îïòèìèçàöèè îïðåäåëåíû ïðåäåëüíûå âîçìîæíîñòè ïî êîððåêöèè îñåâûõ è âíåîñåâûõ àáåððàöèé (äëÿ ìàëûõ óãëîâûõ ïîëåé – äî 2,5°). Ïðè ýòîì äëÿ îöåíêè êà÷åñòâà èçîáðàæåíèÿ áûë èñïîëüçîâàí êðèòåðèé, ïðåäëîæåííûé â ðàáîòå [1]: “îáúåêòèâ äîëæåí îáëàäàòü âîçìîæíî
64 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 1, 2009
0,6 IV
Ðàçíîñòü ÷àñòíûõ äèñïåðñèé ∆p
0,4 V
III
II 0,2
I
0 30
40 50 Ðàçíîñòü îòíîñèòåëüíûõ ñðåäíèõ äèñïåðñèé ∆ν
60
Ðàñïðåäåëåíèå èññëåäîâàííûõ áàçîâûõ äâóõëèíçîâûõ îáúåêòèâîâ ïî ãðóïïàì â çàâèñèìîñòè îò ∆p è ∆ν.
âûñîêèìè êîýôôèöèåíòàìè ïåðåäà÷è êîíòðàñòîâ â ïðåäåëàõ òîãî äèàïàçîíà ÷àñòîò, â êîòîðîì îí ðàáîòàåò ñ äàííûì ïðèåìíèêîì èçîáðàæåíèé”.
Ê ãðóïïå I îòíåñåíû ïàðû îïòè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ, îáëàäàþùèå ìàëîé ðàçíîñòüþ îòíîñèòåëüíûõ ÷àñòíûõ äèñïåðñèé ∆p, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ñóùåñòâåííîãî óìåíüøåíèÿ âòîðè÷íîãî ñïåêòðà ïðè ðàçðàáîòêå îáúåêòèâà.  ýòó ãðóïïó âêëþ÷åíû 22 ïàðû, ñîñòàâëåííûå èç ñëåäóþùèõ îïòè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ: ÎÊ1–ÁÔ16, ÎÊ2–ÁÔ27, ÎÊ1–ÁÔ8, ÎÊ1–ÁÔ25, ÎÊ1–ËÔ11, ÎÊ1–ÁÔ32, ÎÊ1–ÎÔ7, ÎÊ1–ËÔ10, ÎÊ2–ÎÔ3, ÎÊ2–ÎÔ8, ÎÊ2–ÎÔ4, ÎÊ1–ËÔ12, ÎÊ2–ËÔ5, ÎÊ2–ËÔ7, ÎÊ2– ÎÔ5, ÎÊ1–ÒÁÔ9, ÎÊ1–ÎÔ3, ÎÊ1–ÎÔ8, ÎÊ1–ÎÔ4, ÎÊ1–ËÔ5, ÎÊ2–ËÔ5 è ÎÊ1–ÎÔ5. Ê ñîæàëåíèþ, â ïåðå÷èñëåííûõ ïàðàõ ðàçíîñòè ñðåäíèõ äèñïåðñèé ∆ν ïðèìåíÿåìûõ ìàòåðèàëîâ ëåæàò â äîâîëüíî óçêîì ïðîìåæóòêå ∆ν = 30,1–37,9. Òàêîé ìàëûé èíòåðâàë ðàçíîñòåé ∆ν çàòðóäíÿåò ðàñ÷åò îáúåêòèâîâ ñ óâåëè÷åííûì îòíîñèòåëüíûì îòâåðñòèåì.
Îïòè÷åñêèå ïàðû ãðóïïû V îáëàäàþò âåñüìà áîëüøîé ðàçíîñòüþ êîýôôèöèåíòîâ ñðåäíåé äèñïåðñèè ∆ν, ÷òî áëàãîïðèÿòñòâóåò óìåíüøåíèþ êðèâèçíû ïðåëîìëÿþùèõ ïîâåðõíîñòåé îáúåêòèâà, à, ñëåäîâàòåëüíî, è óâåëè÷åíèþ åãî îòíîñèòåëüíîãî îòâåðñòèÿ.  ýòó ãðóïïó âêëþ÷åíû âñåãî ïÿòü îáúåêòèâîâ ñî ñëåäóþùèìè êîìáèíàöèÿìè îïòè÷åñêèõ ìàòåðè-
àëîâ: ÎÊ1–ÑÒÔ11, ÎÊ1–ÑÒÔ3, ÎÊ2–ÑÒÔ11, ÎÊ2–ÑÒÔ3 è ÎÊ1–ÑÒÔ2. Îäíàêî íåäîñòàòî÷íî ìàëàÿ ðàçíîñòü îòíîñèòåëüíûõ ÷àñòíûõ äèñïåðñèé ∆p íå ïîçâîëÿåò óìåíüøèòü õðîìàòè÷åñêóþ àáåððàöèþ â äâóõëèíçîâîì ñêëååííîì îáúåêòèâå ýòîé ãðóïïû. Ïðè îòêàçå îò ñêëååííîñòè ëèíç ïîÿâëÿåòñÿ äîïîëíèòåëüíàÿ âîçìîæíîñòü âëèÿíèÿ íà ñôåðîõðîìàòè÷åñêóþ àáåððàöèþ.
Îïòè÷åñêèå ïàðû ãðóïï II–IV ìîãóò èìåòü ïðè áîëüøîé ðàçíîñòè ÷àñòíûõ îòíîñèòåëüíûõ äèñïåðñèé ∆p äîñòàòî÷íî áîëüøóþ ðàçíîñòü ñðåäíèõ äèñïåðñèé ∆ν. Ïðèìåíåíèå òàêèõ ïàð ïðè ðàçðàáîòêå äâóõëèíçîâûõ îáúåêòèâîâ ïîçâîëÿåò îäíîâðåìåííî ñ óìåíüøåíèåì âòîðè÷íîãî ñïåêòðà óâåëè÷èòü îòíîñèòåëüíîå îòâåðñòèå. Ê òàêèì îòíîñÿòñÿ, íàïðèìåð, ñëåäóþùèå: ËÊ3–ÑÒÔ11 (∆p = 0,05, ∆ν = 52,5), ËÊ8–ÒÁÔ14 (∆p = 0,05, ∆ν = 42), ÑÒÊ12–ÑÒÔ3 (∆p = 0,06, ∆ν = 38,7).
 ðåçóëüòàòå ïîëó÷åí íàáîð “áàçîâûõ” äâóõëèíçîâûõ îáúåêòèâîâ ñ îòíîñèòåëüíûìè îòâåðñòèÿìè 1:3–1:2,5, àõðîìàòèçèðîâàííûõ äëÿ ñïåêòðàëüíîãî èíòåðâàëà 0,6–0,9 ìêì, êîòîðûå ìîãóò ñëóæèòü îñíîâîé äëÿ ðàñ÷åòà ñâåòîñèëüíûõ îáúåêòèâîâ ÏÍÂ, ðàáîòàþùèõ ñ ñîâðåìåííûìè ÝÎÏ 2-ãî è 3-ãî ïîêîëåíèé.  õîäå èññëåäîâàíèÿ òàêæå áûëî âûÿâëåíî ñëåäóþùåå: íàèëó÷øèå ðåçóëüòàòû ïîëó÷àþòñÿ ïðè êîìïîíîâêå îáúåêòèâà ïî ñõåìå “ïîëîæèòåëü-
“Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 1, 2009
65
íûé êðîí – îòðèöàòåëüíûé ôëèíòîâûé ìåíèñê”. Ïåðâûé ýëåìåíò âûïîëíÿåò ÷èñòî ñèëîâóþ ôóíêöèþ è â áîëüøåé ñòåïåíè îïðåäåëÿåò ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå îáúåêòèâà. Òîëùèíà ïî îñè êîððåêöèîííî-ñèëîâîãî ìåíèñêà ÿâëÿåòñÿ ìîùíûì êîððåêöèîííûì ïàðàìåòðîì, à âûáîð ìàðîê ñòåêëà èìååò âàæíîå çíà÷åíèå äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ ôîðñèðîâàííûõ ïî ñâåòîñèëå îáúåêòèâîâ. Îäíàêî îòñóòñòâèå íåîáõîäèìûõ îïòè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ ìîæíî äî îïðåäåëåííîé ñòåïåíè êîìïåíñèðîâàòü çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ ðàçìåðà âîçäóøíîãî ïðîìåæóòêà ìåæäó êîìïîíåíòàìè.
Íàéäåííûå îïòèìàëüíûå êîìáèíàöèè èñïîëüçîâàíû ïðè ðàçðàáîòêå ñâåòîñèëüíûõ îáúåêòèâîâ ÏÍÂ ñ îòíîñèòåëüíûìè îòâåðñòèÿìè äî 1:1,5, íàïðèìåð [2]. Îáúåêòèâû èçãîòîâëåíû è âíåäðåíû â ïðîèçâîäñòâî â ÎÀÎ “Êàòîä” (Íîâîñèáèðñê).
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
11. Âîëîñîâ Ä.Ñ. Ôîòîãðàôè÷åñêàÿ îïòèêà. Ì.: Èñêóññòâî, 1971. 671 ñ.
12. Õàöåâè÷ Ò.Í., Îëåéíèê Ñ.Â. Ëèíçîâûé îáúåêòèâ // Ïàòåíò Ðîññèè ¹ 2239855. 2004.
66 “Îïòè÷åñêèé æóðíàë”, òîì 76, ¹ 1, 2009