АПОХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ

Предполагаемое изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в качестве апохроматического объектива в астрономических телескопах для визуального наблюдения и фотографирования.
Известен диалитический рефрактор Александра Роджерса, состоящий из двух компонентов [A.Rogers, "On the Construction of large Achromatic Telescopes," Memoirs of the Astronomical Society of London 3.2(1829), pp.229-233]. Первый компонент - плосковыпуклая линза, второй компонент выполнен из двух линз и служит для коррекции сферической аберрации и ахроматизации системы.
Недостатками диалитического рефрактора Александра Роджерса являются остаточные вторичный спектр и хроматизм увеличения.
Известна также система рефрактора с субапертурным апохроматическим корректором, содержащая два компонента, первый из которых выполнен из двух линз, а второй - из трех [R.Christen in Sky and Telescope (Oct., 1985), pp.375-378].
Недостатками этой системы являются остаточный хроматизм увеличения и применение особого стекла.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является система Романа Дуплова, состоящая из трех компонентов [R.Duplov, "Apochromatic telescope without anomalous dispersion glasses", Applied Optics (March 2006), 66926]. Первый компонент представляет собой два мениска, обращенные выпуклостями друг к другу, второй компонент выполнен из мениска, двояковыпуклой и двояковогнутой линз, третий компонент выполнен из двояковыпуклой и двояковогнутой линз.
Однако такой объектив имеет в первом компоненте два габаритных мениска, что ведет к увеличению габаритов объектива, его массы, сложности и трудоемкости изготовления, сборки и юстировки. Кроме того, в конструкции объектива прототипа используются три марки стекла.
Задачей предполагаемого изобретения является создание апохроматического объектива с высоким качеством изображения с минимальным количеством оптических элементов при использовании в качестве материала для линз обычного оптического стекла.
Поставленная задача достигается тем, что в апохроматическом объективе, содержащем три положительных компонента, второй компонент состоит из трех линз - двояковыпуклой, двояковогнутой и положительного мениска, а третий компонент состоит из двояковыпуклой и двояковогнутой линз, первый компонент выполнен в виде двояковыпуклой линзы, все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию:
1
1,45<n<1,55
2
1,65<n<1,75
1
50<γ<60
2
30<γ<40
Предполагаемое изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:
Фиг.1 - Оптическая схема объектива.
Апохроматический объектив содержит два положительных компонента и дополнительную двояковыпуклую линзу 1. Первый положительный компонент состоит из склеенных двояковыпуклой линзы 2, двояковогнутой линзы 3 и положительного мениска 4. Второй положительный компонент состоит из склеенных двояковыпуклой линзы 5 и двояковогнутой линзы 6.
Все линзы выполнены из двух марок обычного оптического стекла показатели преломления и коэффициенты дисперсии которых удовлетворяют условию:
1
1,45<n<1,55
2
1,65<n<1,75
1
50<γ<60
2
30<γ<40
Параллельный пучок лучей от удаленного предмета проходит последовательно двояковыпуклую линзу и два компонента и строит изображение этого предмета в фокальной плоскости 7. Проходя через двояковыпуклую линзу 1, пучок лучей коллимируется, возникшие при этом аберрации на оси исправляются первым компонентом. Второй компонент исправляет полевые аберрации всего объектива.
При расчете апохроматического объектива авторы исходили из того, что главным силовым оптическим элементом является одиночная двояковыпуклая линза большой апертуры, первый положительный компонент исправляет аберрации на оси, второй положительный компонент исправляет аберрации по полю.
В качестве конкретного примера рассчитан объектив со следующими характеристиками:
фокусное расстояние - 960 мм
относительное отверстие - 1:7,7
рабочий спектральный диапазон - 0,44:0,7 мкм
основная длина волны - 0,546 мкм
угловое поле зрения в пространстве предметов - 1,5
линейное поле зрения в пространстве изображений - 24 мм
Выполнение первого компонента апохроматического объектива в виде одиночной двояковыпуклой линзы и использование обычного оптического стекла позволило уменьшить габариты объектива, его массу, упростить конструкцию, снизить трудоемкость изготовления, сборки и юстировки.