Зеркально-линзовый объектив
Владельцы патента RU 2415451:
Открытое акционерное общество "ЛОМО" (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-ПРОГРЕСС" (ФГУП ГНПРКЦ "ЦСКБ-ПРОГРЕСС") (RU)
Объектив может быть использован в оптическом приборостроении, оптической промышленности, в астрономических телескопах, и особенно в оптико-электронных камерах космических телескопов. Объектив содержит установленные последовательно по направлению луча главное вогнутое с центральным отверстием гиперболоидальное зеркало, вторичное выпуклое гиперболоидальное зеркало и линзовую систему с оптической силой φл.с., выполненную из двух линзовых компонентов и установленную позади главного зеркала. Первый компонент с положительной оптической силой φI, второй в виде одиночной линзы с отрицательной оптической силой φII. Оптические силы линзовой системы и ее компонентов удовлетворяют условию:
где φз.с. - оптическая сила зеркальной системы, состоящей из главного и вторичного зеркал. Расстояние d между компонентами удовлетворяет условию: d=0,05÷0,06d0, где d0 - расстояние между главным и вторичным зеркалами. Технический результат - увеличение углового поля при дифракционно-ограниченном качестве изображения в широком спектральном интервале и обеспечение малых продольных габаритов объектива. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к оптическому приборостроению, и может быть использовано в оптической промышленности, и, в частности, в астрономических телескопах и особенно в оптико-электронных камерах космических телескопов и т.д.
Зеркально-линзовые объективы обычно состоят из главного вогнутого зеркала с центральным отверстием, вторичного выпуклого зеркала и линзового корректора полевых аберраций.
Сферическая аберрация и кома исправляются асферизацией главного и вторичного зеркал, придавая им гиперболоидальную форму. Полевые аберрации - астигматизм и кривизна изображения коррегируются линзовым корректором полевых аберраций (КПА), который обычно устанавливается позади главного зеркала перед фокальной плоскостью.
Известны зеркально-линзовые объективы, содержащие гиперболические главное зеркало (ГЗ) и вторичное зеркало (ВЗ), а также однолинзовый КПА с асферической поверхностью [1]. Такой корректор позволил исправить астигматизм. Для исправления кривизны изображения пришлось раздвинуть главное и вторичное зеркала. Это привело к большому коэффициенту центрального экранирования ε=0,57 и значительным продольными габаритам: расстояние d между главным и вторичным зеркалами составило 0,33f'об, где f'об - фокусное расстояние всего объектива, а, следовательно, к недопустимому для космического телескопа увеличению массы.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является зеркально-линзовый объектив [2], содержащий главное вогнутое зеркало гиперболической формы с центральным отверстием, вторичное выпуклое гиперболоидальное зеркало и двухкомпонентную линзовую систему, установленную позади главного зеркала перед фокальной плоскостью. Компоненты линзовой системы - одиночные линзы. Первый компонент - плосковыпуклая линза с положительной оптической силой φI с асферической поверхностью, второй компонент - плосковогнутая линза с отрицательной оптической силой φII, установленный непосредственно перед фокальной плоскостью. Оптическая сила первого компонента составляет:
где φоб - оптическая сила всего объектива.
Расстояние между линзовыми компонентами d=0,2d0, где d0 - расстояние между главным и вторичным зеркалами или 0,23f'об, где f'об - фокусное расстояние объектива.
Недостатками такой системы являются:
- ограниченное угловое поле, не превышающее 30' с хорошим качеством изображения: RMS≤0,08λ;
- большие продольные габариты: d0=0,23f'об. Известно, что вес объектива и его стоимость находятся в прямой зависимости от продольных габаритов; термостабилизация - обратно пропорциональна габаритам; жесткость конструкции снижается пропорционально кубу расстояния d0 между зеркалами;
- ограниченный спектральный интервал из-за отсутствия возможности обеспечения апохроматической коррекции аберраций.
Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение углового поля при дифракционно-ограниченном качестве изображения в широком спектральном интервале и обеспечение малых продольных габаритов объектива.
Для решения поставленной задачи предлагается зеркально-линзовый объектив, который, как и прототип, содержит установленные последовательно по направлению луча главное вогнутое с центральным отверстием гиперболоидальное зеркало, вторичное выпуклое гиперболоидальное зеркало и линзовую систему с оптической силой φл.с., выполненную из двух линзовых компонентов, первый из которых с положительной оптической силой φI, второй в виде одиночной линзы с отрицательной оптической силой φII, установленную позади главного зеркала.
В отличие от прототипа оптические силы линзовой системы и ее компонентов удовлетворяют условию:
где φз.с. - оптическая сила зеркальной системы, состоящей из главного и вторичного зеркал;
при этом расстояние d между компонентами удовлетворяет условию:
d=0,05÷0,06d0,
где d0 - расстояние между главным и вторичным зеркалами.
Кроме того, в зеркально-линзовом объективе первый компонент линзовой системы выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к изображению, второй компонент, выполнен в виде двояковогнутой линзы, при этом линзы выполнены из материалов с коэффициентами дисперсий νI, νII, удовлетворяющим условию:
νI-νII=21÷27,
первая по ходу луча вогнутая поверхность второго компонента выполнена гиперболической формы.
Первый компонент линзовой системы выполнен двухлинзовым, первая линза которого - мениск, обращенный выпуклостью к изображению, с отрицательной оптической силой φI,1, вторая линза - двояковыпуклая с положительной оптической силой φI,2, при этом оптические силы удовлетворяют условию:
а линзы выполнены из материалов с коэффициентами дисперсии, удовлетворяющим условиям:
νI,1/νI,2=νI,1/νII
νI,1-νI,2=νI,1-νII=12÷16
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что, благодаря предлагаемой схеме выполнения зеркально-линзового объектива, состоящего из установленных последовательно по направлению луча главного вогнутого с центральным отверстием гиперболоидального зеркала, вторичного выпуклого гиперболоидального зеркала и линзовой системы с оптической силой φл.с., выполненной из двух линзовых компонентов, первый из которых с положительной оптической силой φI, второй в виде одиночной линзы с отрицательной оптической силой φII, установленной позади главного зеркала, при этом оптические силы линзовой системы и ее компонентов удовлетворяют условию:
где φз.с. - оптическая сила зеркальной системы, состоящей из главного и вторичного зеркал;
а расстояние d между компонентами удовлетворяет условию:
d=0,05÷0,06d0,
где d0 - расстояние между главным и вторичным зеркалами, обеспечивается возможность уменьшения продольных габаритов системы и коррекция полевых и хроматических аберраций в широком спектральном интервале при увеличенных угловых полях объекта.
В частности, выбранные соотношения сил и расстояние d между компонентами позволяют исправить кривизну изображения и астигматизм всего объектива в целом и тем самым обеспечить хорошее качество изображения для больших углов поля 2ω≥1÷1,5°.
Линзовая система может быть выполнена либо так, что ее первый компонент представляет собой одиночный мениск, обращенный вогнутостью к изображению.
Выбор материалов линз с коэффициентами дисперсий νI, νII, удовлетворяющим условию:
νI-νII=21÷27,
выполнение первой по ходу луча вогнутой поверхности второго компонента гиперболической формы позволяет при исправлении кривизны изображения обеспечить апохроматическую коррекцию аберраций в широком спектральном интервале по всему угловому полю до 2ω=1÷1,5°.
Либо линзовая система может быть выполнена так, что ее первый компонент выполнен двухлинзовым, первая линза которого - мениск, обращенный выпуклостью к изображению, с отрицательной оптической силой φI,1, вторая линза - двояковыпуклая с положительной оптической силой φI,2.
Выполнение линз с оптическими силами, удовлетворяющими условию:
из материалов с коэффициентами дисперсии, удовлетворяющим условиям:
νI,1/νI,2=νI,1/νII
νI,1-νI,2=νI,1-νII=12÷16
позволяет исправить кривизну изображения и астигматизм и обеспечить апохроматическую коррекцию в широком спектральном интервале (2 ω до 1÷1,5°).
Сущность предлагаемой полезной модели иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена оптическая схема объектива с линзовой системой, каждый компонент которой выполнен в виде одиночной линзы; на фиг.2 представлена оптическая схема объектива с линзовой системой, состоящей из двухлинзового первого компонента и одиночной линзы второго компонента, и Приложениями, в которых приведены конструктивные параметры и оптические характеристики объективов.
Зеркально-линзовый объектив состоит из главного вогнутого с центральным отверстием гиперболоидального зеркала 1, вторичного выпуклого гиперболоидального зеркала 2 и линзовой системы 3 с оптической силой φл.с., состоящей из первого компонента 4 с положительной оптической силой φI, и второго компонента 5.
Оптическая сила линзовой системы 3 φл.с. и ее компонентов удовлетворяют условию:
а расстояние d между ними составляет d=0,05÷0,06d0, где d0 - расстояние между главным 1 и вторичным 2 зеркалами.
Первый компонент 4 линзовой системы 3 (фиг.1) выполнен в виде одиночного мениска, обращенного вогнутостью к изображению, а второй компонент 5 выполнен в виде двояковогнутой линзы. Вогнутая поверхность 6 второго компонента 5 выполнена гиперболоидальной. Линзы выполнены из материалов с коэффициентами дисперсий νI, νII, удовлетворяющим условию:
νI-νII=21÷27.
Первый компонент 4 линзовой системы 3 (фиг.2) выполнен из двух линз - мениска 7, обращенный выпуклостью к изображению, с отрицательной оптической силой φI,1, и двояковыпуклой линзы 8 с положительной оптической силой φI,2.
Оптические силы линз удовлетворяют условию:
при этом линзы выполнены из материалов с коэффициентами дисперсии, удовлетворяющим условиям:
νI,1/νI,2=νI,1/νII
νI,1-νI,2=νI,1-νII=12÷16.
Работа предлагаемого объектива осуществляется следующим образом.
Объект расположен на бесконечном расстоянии от объектива. Параллельный пучок света падает на главное зеркало 1 и фокусируется в его фокальной плоскости.
Вторичное зеркало 2, для которого мнимым объектом является изображение объекта в фокальной плоскости главного зеркала 1, изображает его в фокальную плоскость зеркальной системы, состоящей из главного 1 и вторичного 2 зеркал.
Линзовая система 3 проектирует изображение объекта из фокальной плоскости зеркальной системы в фокальную плоскость зеркально-линзового объектива с положительным увеличением, т.е. без оборачивания изображения.
Заявленные соотношения параметров, числовые диапазоны их изменения и полученные при этом технические характеристики приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| Номер примера | Заявленные соотношения | 1 | 2 | 3 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 |
|
-10,54 | -10,84 | -11,50 |
|
-0,40 | -0,36 | -0,35 | |
|
1,48 | 1,45 | 1,44 | |
| d=0,05÷0,06d0 | 0,051 | 0,053 | 0,052 | |
| Оптические характеристики | ||||
| F'oб, м | 20 | 20 | 20 | |
| 2ω, угл. град. | 1,0 | 1,0 | 1,0 | |
| Δλ, мкм | 0,5÷0,8 | 0,5÷0,8 | 0,5÷0,8 | |
| RMS, Δ центр поля | 0,03 | 0,04 | 0,04 | |
| 2 | край поля | 0,13 | 0,13 | 0,15 |
|
|
-10,53 | -10,87 | -11,50 | |
|
|
-0,36 | -0,33 | -0,23 | |
|
|
1,47 | 1,42 | 1,35 | |
| d=0,05÷0,06d0 | 0,053 | 0,054 | 0,050 | |
|
0,62 | 0,60 | 0,56 | |
| νI-νII=21÷27 | 21,95 | 24,20 | 26,37 | |
| Оптические характеристики | ||||
| F'oб, м | 20 | 20 | 20 | |
| 2ω, угл. град. | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Δλ, мкм | 0,5÷0,8 | 0,5÷0,8 | 0,5÷0,8 | |
| RMS, λ, центр поля | 0,06 | 0,06 | 0,06 | |
| край поля | 0,23 | 0,23 | 0,28 | |
| 3 |
|
- 10,47 | -10,92 | -11,50 |
|
|
-0,33 | -0,51 | -0,48 | |
|
|
1,38 | 1,57 | 1,54 | |
| d=0,05÷0,06d0 | 0,060 | 0,055 | 0,055 | |
|
-1,60 | -1,46 | -1,54 | |
|
2,53 | 2,38 | 2,46 | |
| νI,1/νI,2=νI,1/νII | ||||
| νI,1/νI,2 | 1,4 | 1,3 | 1,3 | |
| νI,1/νII | 1,3 | 1,4 | 1,4 | |
| νI,1/νI,2=νI,1/νII=12÷16 | ||||
| νI,1-νI,2 | 15,46 | 12,99 | 12,99 | |
| νI,1-νII | 12,99 | 15,46 | 15,46 | |
| Оптические характеристики | ||||
| F'об, м | 20 | 20 | 20 | |
| 2ω, угл. град. | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |
| Δλ, мкм | 0,5-0,8 | 0,5-0,8 | 0,5-0,8 | |
| RMS, λ центр поля | 0,07 | 0,03 | 0,02 | |
| край поля | 0,14 | 0,08 | 0,12 |
RMS - среднеквадратическое значение волновой аберрации, выраженное в долях основной длины волны излучения (λ=0,65 мкм) спектрального диапазона Δλ.
Таким образом, в предлагаемом зеркально-линзовом объективе достигнуто увеличение углового поля при дифракционно-ограниченном качестве изображения.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Н.Н.Михельсон "Оптика астрономических телескопов и методы ее расчета", "Физико-математическая литература", 1995, с.328-331.
2. Патент США №4101195, МПК: G02В 17/06, 23/06, 1977 - прототип.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
| Фокусное расстояние f', мм | 20000 |
| Диаметр входного зрачка Dp, мм | 1500 |
| Расстояние от первой поверхности до входного зрачка Sp, мм | 3700.24 |
| Диаметр выходного зрачка D'p, мм | 111.0 |
| Расстояние от плоскости изображения | |
| до выходного зрачка S'p, мм | -1479.4 |
| Угловое поле в пространстве предметов 2ω, угл. град. | 1.0 |
| Линейное поле в пространстве изображений 2у', мм | 351.6 |
| Спектральный диапазон Δλ, мкм | 0.5÷0.8 |
| Коэффициент центрального экранирования ε | 0.303 |
| Длина системы L, мм | 4723.1 |
| Конструктивные параметры оптической системы | |||||
| № пов. | Радиусы кривизны | Расстояния по оси | Марки стёкол | Световые диаметры | Квадрат эксцентриситета |
| 1. | плоскость | 3700.24 | 454.0 | ||
| 2. | -9885.78 | -3700.24 | 1500.0 | 1.0722 | |
| 3. | -3379.46 | 3700.24 | 444.0 | 3.6790 | |
| 4. | плоскость | 537.74 | 351.0 | ||
| 5. | 1520.78 | 49.0 | Ф200 | 337.0 | |
| 6. | 3373.84 | 187.54 | 332.5 | ||
| 7. | -925.47 | 40.0 | ТК114 | 316.0 | |
| 8. | 3513.94 | 162.59 | 320.0 | ||
| 9. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 346.0 | |
| 10 | плоскость | 25.0 | 346.5 | ||
| 11. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 350.5 | |
| 12. | плоскость | 6.94 | 352.0 | ||
| Изобр. | плоскость | 0.0 | 351.6 |
График среднеквадратической волновой аберрации (RMS)
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
| Фокусное расстояние f', мм | 20000 |
| Диаметр входного зрачка Dp, мм | 1500 |
| Расстояние от первой поверхности до входного зрачка Sp, мм | 3699.11 |
| Диаметр выходного зрачка D'p, мм | 108.4 |
| Расстояние от плоскости изображения | |
| до выходного зрачка S'p, мм | -1479.6 |
| Угловое поле в пространстве предметов 2ω, угл. град. | 1.0 |
| Линейное поле в пространстве изображений 2у' мм | 351.4 |
| Спектральный диапазон Δλ, мкм | 0.5÷0.8 |
| Коэффициент центрального экранирования ε | 0.303 |
| Длина системы L, мм | 4736.1 |
| Конструктивные параметры оптической системы | |||||
| № пов. |
Радиусы кривизны |
Расстояния по оси |
Марки стёкол |
Световые диаметры |
Квадрат эксцентриситета |
| 1. | плоскость | 3699.11 | 454.0 | ||
| 2. | -9885.78 | -3699.11 | 1500.0 | 1.0722 | |
| 3. | -3379.46 | 3699.11 | 444.0 | 3.6790 | |
| 4. | плоскость | 550.0 | 351.0 | ||
| 5. | 1181.15 | 49.0 | Ф200 | 337.0 | |
| 6. | 1946.54 | 194.83 | 332.0 | ||
| 7. | -965.77 | 40.0 | ТК114 | 315.5 | |
| 8. | 3000.48 | 154.71 | 320.0 | ||
| 9. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 345.0 | |
| 10 | плоскость | 25.0 | 346.0 | ||
| 11. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 350.0 | |
| 12. | плоскость | 9.40 | 351.0 | ||
| Изобр. | плоскость | 0.0 | 351.4 |
График среднеквадратической волновой аберрации (RMS)
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
| Фокусное расстояние f', мм | 20000 |
| Диаметр входного зрачка Dp, мм | 1500 |
| Расстояние от первой поверхности до входного зрачка Sp, мм | 3699.70 |
| Диаметр выходного зрачка D'p, мм | 103.6 |
| Расстояние от плоскости изображения | |
| до выходного зрачка S'p, мм | -1380.6 |
| Угловое поле в пространстве предметов 2ω, угл. град. | 1.0 |
| Линейное поле в пространстве изображений 2у', мм | 352.0 |
| Спектральный диапазон Δλ, мкм | 0.5÷0.8 |
| Коэффициент центрального экранирования ε | 0.303 |
| Длина системы L, мм | 4727.2 |
| Конструктивные параметры оптической системы | |||||
| № пов. | Радиусы кривизны | Расстояния | Марки стекол | Световые диаметры | Квадрат эксцентриситета |
| 1. | плоскость | 3699.70 | 454.0 | ||
| 2. | -9885.78 | -3699.70 | 1500.0 | 1.0722 | |
| 3. | -3379.46 | 3699.70 | 444.0 | 3.6790 | |
| 4. | плоскость | 550.0 | 351.0 | ||
| 5. | 1185.00 | 49.0 | Ф200 | 337.0 | |
| 6. | 2019.00 | 192.53 | 332.0 | ||
| 7. | -947.95 | 40.0 | ТК114 | 314.5 | |
| 8. | 2538.97 | 150.0 | 318.5 | ||
| 9. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 345.0 | |
| 10 | плоскость | 25.0 | 345.5 | ||
| 11. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 350.5 | |
| 12. | плоскость | 6.96 | 351.0 | ||
| Изобр. | плоскость | 0.0 | 352.0 |
График среднеквадратической волновой аберрации (RMS)
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
| Фокусное расстояние f', мм | 20000 |
| Диаметр входного зрачка Dp, мм | 1500 |
| Расстояние от первой поверхности до входного зрачка Sp, мм | 3698.07 |
| Диаметр выходного зрачка D'p, мм | 110.9 |
| Расстояние от плоскости изображения | |
| до выходного зрачка S'p, мм | -1478.3 |
| Угловое поле в пространстве предметов 2ω, угл. град. | 1.5 |
| Линейное поле в пространстве изображений 2у', мм | 526.0 |
| Спектральный диапазон Δλ, мкм | 0.5-0.8 |
| Коэффициент центрального экранирования ε | 0.380 |
| Длина системы L, мм | 4746.5 |
| Конструктивные параметры оптической системы | |||||
| № | Радиусы | Расстояния | Марки | Световые | Квадрат эксцентриситета |
| пов. | кривизны | по оси | стёкол | диаметры | |
| 1. | плоскость | 3700.24 | 570.0 | ||
| 2. | -9885,78 | -3700.24 | 1500.0 | 1.0722 | |
| 3. | -3379.46 | 3700.24 | 478.0 | 3.6790 | |
| 4. | плоскость | 537.74 | 487.0 | ||
| 5. | 899.38 | 49.0 | Ф200 | 488.5 | |
| 6. | 1280.93 | 187.54 | 480.5 | ||
| 7. | -880.00 | 40.0 | ТК116 | 466.0 | 2.9353 |
| 8. | 4572.17 | 162.59 | 474.5 | ||
| 9. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 516.0 | |
| 10. | плоскость | 25.0 | 516.5 | ||
| 11. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 523.5 | |
| 12. | плоскость | 9.78 | 524.5 | ||
| Изобр. | плоскость | 0.0 | 526.0 |
График среднеквадратической волновой аберрации (RMS)
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
| Фокусное расстояние f', мм | 20000 |
| Диаметр входного зрачка Dp, мм | 1500 |
| Расстояние от первой поверхности до входного зрачка Sp, мм | 3698.00 |
| Диаметр выходного зрачка D'p, мм | 108.1 |
| Расстояние от плоскости изображения | |
| до выходного зрачка S'p, мм | -1441.4 |
| Угловое поле в пространстве предметов 2ω, угл. град. | 1.5 |
| Линейное поле в пространстве изображений 2у', мм | 526.0 |
| Спектральный диапазон Δλ, мкм | 0.5-0.8 |
| Коэффициент центрального экранирования ε | 0.380 |
| Длина системы L, мм | 4747.8 |
| Конструктивные параметры оптической системы | |||||
| № | Радиусы | Расстояния | Марки | Световые | Квадрат эксцентриситета |
| пов. | кривизны | по оси | стёкол | диаметры | |
| 1. | плоскость | 3698.00 | 570.0 | ||
| 2. | -9885.78 | -3698.00 | 1500.0 | 1.0722 | |
| 3. | -3379.46 | 3698.00 | 478.0 | 3.6790 | |
| 4. | плоскость | 560.0 | 487.0 | ||
| 5. | 804.78 | 49.0 | Ф200 | 488.5 | |
| 6. | 1047.30 | 198.08 | 480.0 | ||
| 7. | -880.00 | 40.0 | ТК114 | 466.0 | 2.8011 |
| 8. | 4843.09 | 155.94 | 476.0 | ||
| 9. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 516.0 | |
| 10. | плоскость | 25.0 | 516.5 | ||
| 11. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 523.5 | |
| 12. | плоскость | 7.58 | 524.5 | ||
| Изобр. | плоскость | 0.0 | 526.0 |
График среднеквадратической волновой аберрации (RMS)
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
| Фокусное расстояние f', мм | 2000 |
| Диаметр входного зрачка Dp, мм | 1500 |
| Расстояние от первой поверхности до входного зрачка Sp, мм | 3699.85 |
| Диаметр выходного зрачка D'p, мм | 103.6 |
| Расстояние от плоскости изображения | |
| до выходного зрачка S'p, мм | -1380.9 |
| Угловое поле в пространстве предметов 2ω, угл. град. | 1.5 |
| Линейное поле в пространстве изображений 2у', мм | 526.0 |
| Спектральный диапазон Δλ, мкм | 0.5÷0.8 |
| Коэффициент центрального экранирования ε | 0.380 |
| Длина системы L, мм | 4722.7 |
| Конструктивные параметры оптической системы | |||||
| № пов. | Радиусы кривизны | Расстояния | Марки стекол | Световые диаметры | Квадрат эксцентриситета |
| 1. | плоскость | 3699.85 | 570.0 | ||
| 2. | -9885.78 | -3699.85 | 1500.0 | 1.0722 | |
| 3. | -3379.46 | 3699.85 | 478.0 | 3.6790 | |
| 4. | плоскость | 552.77 | 486.0 | ||
| 5. | 655.11 | 49.0 | ТФ200 | 487.0 | |
| 6. | 768.03 | 185.0 | 475.0 | ||
| 7. | -880.00 | 40.0 | ТК114 | 464.5 | 2.7651 |
| 8. | 4420.74 | 150.0 | 472.5 | ||
| 9. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 514.5 | |
| 10 | плоскость | 25.0 | 516.0 | ||
| 11. | плоскость | 7.0 | Кварц. ст. | 523.0 | |
| 12. | плоскость | 7.07 | 524.5 | ||
| Изобр. | плоскость | 0.0 | 526.0 |
График среднеквадратической волновой аберрации (RMS)
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
| Фокусное расстояние f', мм | 20000.1 |
| Диаметр входного зрачка Dp, мм | 1500 |
| Расстояние от первой поверхности до входного зрачка Sp, мм | 3697.99 |
| Диаметр выходного зрачка D'p, мм | 111.4 |
| Расстояние от плоскости изображения | |
| до выходного зрачка S'р, мм | -1485.6 |
| Угловое поле в пространстве предметов 2ω, угл. град. | 1.5 |
| Линейное поле в пространстве изображений 2у', мм | 524.0 |
| Спектральный диапазон Δλ, мкм | 0.5-0.8 |
| Коэффициент центрального экранирования ε | 0.380 |
| Длина системы L, мм | 4786.9 |
| Конструктивные параметры оптической системы | |||||
| № пов. | Радиусы кривизны | Расстояния | Марки стекол | Световые диаметры | Квадрат эксцентриситета |
| 1. | плоскость | 3697.99 | 570.0 | ||
| 2. | -9885.78 | -3697.99 | 1500.0 | 1.0837 | |
| 3. | -3379.46 | 3697.99 | 478.0 | 3.7919 | |
| 4. | плоскость | 550.7 | 488.0 | ||
| 5. | -1000.64 | 35.0 | ТК121 | 488.5 | |
| 6. | -1823.24 | 7.0 | 498.0 | ||
| 7. | 1456.37 | 62.0 | Ф108 | 505.0 | |
| 8. | -14967.8 | 220.01 | 503.5 | ||
| 9. | -4282.69 | 34.0 | Ф106 | 484.0 | |
| 10. | 955.62 | 50.65 | 483.0 | ||
| 11. | плоскость | 14.0 | К108 | 488.5 | |
| 12. | плоскость | 103.42 | 492.0 | ||
| 13. | плоскость | 7.0 | К108 | 522.0 | |
| 14. | плоскость | 5.09 | 523.0 | ||
| Изобр. | плоскость | 0.0 | 524.0 |
График среднеквадратической волновой аберрации (RMS)
ПРИЛОЖЕНИЕ 8
ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
| Фокусное расстояние f',мм | 19999.2 |
| Диаметр входного зрачка Dp, мм | 1500 |
| Расстояние от первой поверхности до входного зрачка Sp, мм | 3699.53 |
| Диаметр выходного зрачка D'p, мм | 107.9 |
| Расстояние от плоскости изображения | |
| до выходного зрачка S'p, мм | -1438.4 |
| Угловое поле в пространстве предметов 2ω, угл. град. | 1.5 |
| Линейное поле в пространстве изображений 2у', мм | 528.6 |
| Спектральный диапазон Δλ, мкм | 0.5-0.8 |
| Коэффициент центрального экранирования ε | 0.380 |
| Длина системы L, мм | 4769.8 |
| Конструктивные параметры оптической системы | |||||
| № пов. | Радиусы кривизны | Расстояния | Марки стекол | Световые диаметры | Квадрат эксцентриситета |
| 1. | плоскость | 3699.53 | 570.0 | ||
| 2. | -9885.78 | -3699.53 | 1500.0 | 1.0722 | |
| 3. | -3379.46 | 3699.53 | 478.0 | 3.6900 | |
| 4. | плоскость | 547.67 | 486.0 | ||
| 5. | -907.8 | 35.0 | ТК121 | 487.0 | |
| 6. | -2312.0 | 13.57 | 499.0 | ||
| 7. | 2249.0 | 62.0 | Ф106 | 508.2 | |
| 8. | -1342.8 | 204.21 | 509.4 | ||
| 9. | -1137.6 | 34.0 | Ф108 | 480.0 | |
| 10. | 1706.1 | 45.83 | 485.0 | ||
| 11. | плоскость | 14.0 | К108 | 492.4 | |
| 12. | плоскость | 102.0 | 495.2 | ||
| 13. | плоскость | 7.0 | К108 | 525.8 | |
| 14. | плоскость | 5.00 | 527.2 | ||
| Изобр. | плоскость | 0.0 | 528.6 |
График среднеквадратической волновой аберрации (RMS)
ПРИЛОЖЕНИЕ 9
ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ
| Фокусное расстояние f', мм | 20000 |
| Диаметр входного зрачка Dp, мм | 1500 |
| Расстояние от первой поверхности до входного зрачка Sp, мм | 3699.98 |
| Диаметр выходного зрачка D'p, мм | 103.5 |
| Расстояние от плоскости изображения | |
| до выходного зрачка S'р,мм | -1379.6 |
| Угловое поле в пространстве предметов 2ω, угл. град. | 1.5 |
| Линейное поле в пространстве изображений 2у', мм | 529.0 |
| Спектральный диапазон Δλ, мкм | 0.5-0.8 |
| Коэффициент центрального экранирования ε | 0.380 |
| Длина системы L, мм | 4761.8 |
| Конструктивные параметры оптической системы | |||||
| № пов. | Радиусы кривизны | Расстояния по оси | Марки стекол | Световые диаметры | Квадрат эксцентриситета |
| 1. | плоскость | 3699.98 | 570.0 | ||
| 2. | -9885.78 | -3699.98 | 1500.0 | 1.0722 | |
| 3. | -3379.46 | 3699.98 | 478.0 | 3.6900 | |
| 4. | плоскость | 551.24 | 486.0 | ||
| 5. | -908.90 | 35.0 | ТК121 | 486.5 | |
| 6. | -2511.44 | 7.0 | 499.0 | ||
| 7. | 2187.50 | 62.0 | Ф106 | 507.0 | |
| 8. | -1292.88 | 203.9 | 508.0 | ||
| 9. | -1063.28 | 34.0 | Ф108 | 478.0 | |
| 10. | 1709.10 | 48.87 | 484.0 | ||
| 11. | плоскость | 14.0 | К108 | 494.0 | |
| 12. | плоскость | 94.63 | 497.0 | ||
| 13. | плоскость | 7.0 | К108 | 527.0 | |
| 14. | плоскость | 5.20 | 528.0 | ||
| Изобр. | плоскость | 0.0 | 529.0 |
График среднеквадратической волновой аберрации (RMS)
1. Зеркально-линзовый объектив, содержащий установленные последовательно по направлению луча главное вогнутое с центральным отверстием гиперболоидальное зеркало, вторичное выпуклое гиперболоидальное зеркало и линзовую систему с оптической силой φл.с, выполненную из двух линзовых компонентов, первый из которых с положительной оптической силой φI, второй в виде одиночной линзы с отрицательной оптической силой φII, установленную позади главного зеркала, отличающийся тем, что оптические силы линзовой системы и ее компонентов удовлетворяют условию
где φз.с - оптическая сила зеркальной системы, состоящей из главного и вторичного зеркал;
при этом расстояние d между компонентами удовлетворяет условию
d=0,05÷0,06d0,
где d0 - расстояние между главным и вторичным зеркалами.
2. Зеркально-линзовый объектив по п.1, отличающийся тем, что первый компонент линзовой системы выполнен в виде мениска, обращенного вогнутостью к изображению, второй компонент выполнен в виде двояковогнутой линзы, при этом линзы выполнены из материалов с коэффициентами дисперсий νI, νII, удовлетворяющими условию
νI-νII=21÷27,
а первая по ходу луча вогнутая поверхность второго компонента выполнена гиперболической формы.
3. Зеркально-линзовый объектив по п.1, отличающийся тем, что первый компонент линзовой системы выполнен двухлинзовым, первая линза которого - мениск, обращенный выпуклостью к изображению, с отрицательной оптической силой φI,1, вторая линза - двояковыпуклая с положительной оптической силой φI,2, при этом оптические силы удовлетворяют условию
при этом линзы выполнены из материалов с коэффициентами дисперсии, удовлетворяющими условиям
νI,1/νI,2=νI,1/νII,
νI,1-νI,2=νI,1-νII=12÷16.
