АФОКАЛЬНЫЙ КОМПЕНСАТОР СФЕРИЧЕСКОЙ АБЕРРАЦИИ

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению, а точнее к компенсаторам сферической аберрации в светосильных зеркальных, зеркально-линзовых и линзовых объективах.
Известно конструктивное решение компенсации сферической аберрации сферического зеркала путем введения в оптическую схему пластинки в центре кривизны зеркала, одна из поверхностей которой выполнена асферической (компенсатор Шмидта, описанный в монографии Г.Г. Слюсарева «Методы расчета оптических систем», изд. Л - Машиностроение, 1989 г., 379 с). Недостатком компенсатора Шмидта является сложность изготовления асферической поверхности.
Известен компенсатор, описанный в книге А.И. Тудоровского «Теория оптических приборов», М., АН СССР, 1952 г., с. 568. Этот афокальный компенсатор состоит из двух линз противоположной оптической силы из одного оптического материала. Недостатком этого компенсатора является то, что он одновременно влияет на сферическую аберрацию и кому, что в ряде случаев является не желательным.
Наиболее близким по техническому решению к заявленной полезной модели является афокальный компенсатор сферической аберрации по патенту на полезную модель Андреева Л.Н., Дегтяревой Г.С., Ежовой В.В. Патент РФ №133947 «Афокальный компенсатор сферической аберрации», опубл. 27.10.2013, который принят авторами за прототип. Компенсатор-прототип представляет собой трехлинзовый не склеенный компонент, у которого между двумя одинаковыми симметрично расположенными линзами расположена симметричная линза противоположной оптической силы. Все линзы выполнены из одного оптического материала.
У компенсатора-прототипа недостаточна коррекция аберраций и технологичность оптической схемы - шесть поверхностей, граничащих с воздухом.
Задачей, решаемой заявленной полезной моделью является создание афокального компенсатора сферической аберрации с улучшенной технологичностью.
Решение указанной задачи достигается тем, что оптическая схема афокального компенсатора представляет собой трехлинзовый склеенный компонент, включающий две одинаковые симметрично расположенные линзы, между которыми расположена симметричная линза противоположной оптической силы, выполненные из различных оптических материалов, у которых разность показателей преломления для средней длины волны для линз противоположной оптической силы превышает 0.2, а разность коэффициентов средней дисперсии не превышает 1.
Применение в оптической схеме афокального компенсатора склеенных линз из оптических материалов, для которых разность показателей преломления для средней длины волны превышает 0.2, а для коэффициентов средней дисперсии не превышает 1 для линз противоположной оптической силы, позволяет улучшить технологичность.
Указанная совокупность признаков позволяет получить необходимое и достаточное количество параметров для коррекции сферической аберрации в объективах с высоким относительным отверстием. Исключение любого из них ведет к невозможности реализации оптической системы с увеличенным относительным отверстием и улучшенной коррекцией аберраций.
Сущность полезной модели поясняется таблицами и чертежом.
Афокальный компенсатор содержит последовательно расположенные по ходу луча линзу 1, одинаковую и симметричную с линзой 3, симметричную линзу 2 противоположного знака оптической силы линзам 1 и 3.
Работа афокального компенсатора сферической аберрации заключается в том, что параллельный пучок лучей, выходящий из плоскости предмета, проходит через линзу 1, преломляется на второй поверхности, после которой проходит параллельно оптической оси в линзе 2 и после прохождения в линзе 3, выходит параллельным пучком, падающим на сферическое зеркало 4, а после отражения от него, собирается в фокусе F' зеркала 4. При этом сферическая аберрация компенсатора равна по абсолютной величине, но противоположна по знаку сферической аберрации сферического зеркала 4. Благодаря чему и происходит компенсация сферической аберрации зеркала 4.
Примером конкретной реализации предлагаемой полезной модели является применение афокального компенсатора в оптической системе, состоящей из сферического зеркала с фокусным расстоянием f′=100 мм, относительным отверстием D/f′=1:1.5, угловым полем 2ω=6° и афокального компенсатора.
В таблице 1 приведены конструктивные параметры оптической системы, в таблице 2 ее технические характеристики, в таблицах 3 и 4 аберрации оптической системы для точки на оси и для главного луча соответственно.
Техническим преимуществом предлагаемой полезной модели, по сравнению с прототипом являются улучшенная технологичность и коррекция сферической аберрации.
Реализация технических преимуществ афокального компенсатора сферической аберрации по предлагаемой полезной модели позволяет использовать его при разработке объективов с высоким относительным отверстием для различных областей приборостроения.