Аберрации внеосевые

Опыт показывает [5], что для надежного суждения об аберрациях внеосевых точек необходим расчет не менее 15—30 лучей (в зависимости от значения относительного отверстия объектива и его аберраций), причем для объективов с малыми угловыми полями (например, для фотообъективов 20. .. 30°) достаточно их вычислять для одного наклона, для нормальных по полю объективов (50. .. 60°) — для двух наклонов и для широкоугольных объективов (90... 120°) — для трех наклонов. [c.139]

При анализе аберраций конкретной оптической системы принято изображать графики зависимости аберраций от координат на зрачке в его меридиональном и сагиттальном сечениях (см. работы [3, 5, 27]). Для внеосевых точек предмета, однако, такие графики не дают возможности судить об изменении аберраций по всему зрачку. Для полного представления волновой аберрации внеосевой точки предмета удобно построить карту уровней, т. е. линий равных значений (с определенным шагом) волновой аберрации на координатной плоскости ру канонических зрачковых координат. [c.48]

Если система исправлена на сферическую аберрацию для лучей, исходящих из точечного объекта, расположенного на оптической оси, то такая аберрация может сохраниться при отображении внеосевых объектов. В этом случае изображение точки принимает характерную форму, напоминающую запятую. Подобная аберрация называется комой. Она отсутствует у систем с исправленной сферической аберрацией, если выполняется условие синусов, [c.330]

Аберрации, обусловленные тонкими внеосевыми наклонными пучками лучей [c.306]

В анализе траекторий труднее всего поддаются расчёту электронно-оптич. свойства трёхмерных полей без к.-л. симметрии. Но в Э. и и. о. используются гл. обр. осесимметричные системы, устройства с плоской симметрией или с неск. плоскостями симметрии, что определилось потребностями приборостроения. Для расчёта траекторий электронов в осесимметричной линзе можно использовать ур-ния луча (9). Они нелинейны, а из этого следует, что конический пучок с конечным углом раскрытия, исходящий из внеосевой точки плоскости предметов, не даст точечного изображения. Близкое к точечному соответствие между плоскостями предметов и изображений может быть достигнуто лишь с помощью параксиальных пучков, имеющих небольшие углы раскрытия и исходящих из малой приосевой области плоскости предметов. Искажения изображения, вызванные конечными величинами углов и расстояний от оси, рассматриваются в теории аберраций. [c.547]

После того как форма поверхностей системы с помощью формул (IV.486) н (IV.49) определена для любого желаемого числа точек, необходимо произвести контрольный расчет лучен, исходящих из точки О (в прямом ходе — лучей, падающих параллельно оси), а также расчет внеосевых пучков для определения остаточных аберраций (астигматизм, кривизна и аберрации высших порядков). Формулы, предложенные Ю. Н. Циглером, дают большую точность, но требуют составления специальной довольно сложной программы. [c.392]

Для внеосевых точек можно также применить интерполяционный метод, вычислив волновую аберрацию для 15—30 лучей, получив коэффициенты интерполяционной формулы вида [c.599]

Рассмотрим теперь аберрации зеркал скользящего падения, поверхность которых симметрична относительно оптической оси. Такие зеркала имеют необычную для оптики нормального падения вытянутую форму и кольцевое входное отверстие. По сравнению с рассмотренными в п. 5.1.2 внеосевыми зеркалами они имеют существенно большую апертуру и полностью свободны от астигматизма. В то же время весьма существенны аберрации децентрировки, связанные с большим расстоянием точек отражения от оптической оси. В разложении функции оптического пути аберрации различных порядков (до пятого) оказываются близкими по величине, поэтому выявить аналитически тип аберрации, определяющий разрешение в том или ином случае, достаточно сложно. В расчетах разрешения осесимметричных систем скользящего падения чаще используют метод хода лучей, результаты которого представляют в виде графиков или полуэмпирических формул. [c.164]

Дальнейшее развитие двухэлементной схемы спектрометра состоит в использовании голографической решетки вместо нарезной с равномерными штрихами и оптимизации формы решетки и распределения штрихов для компенсации спектральных аберраций (в основном меридиональной расфокусировки и полевых аберраций) [41]. Оптимизация по методу, предложенному в работе [42] (см. п. 7.2.3), дает для решетки с радиусом 1 м улучшение разрешения в области 3—6 нм в среднем в 2—4 раза в зависимости от внеосевого положения источника. Последняя стадия [c.288]

Рис. 88. Устранение аберрации параболического зеркала при использовании его внеосевой ласти.

С другой стороны, так как для проекционной линзы в качестве объектов могут использоваться сравнительно протяженные изображения, внеосевые аберрации играют важную роль в их конструировании. [c.501]

После отражения от диагонального зеркала 6 свет попадает на зеркало 7 объектива осветительной части прибора. В состав объектива входит также мениск 8. Зеркало и мениск образуют внеосевую систему, т. е. систему, оптическая ось которой не совпадает с геометрической. В данном случае оптическая ось объектива параллельна геометрической оси и лежит на самом краю светового пучка. Объектив приемной части 9—10 аналогичен объективу 7—8. Световой диаметр пучка в плоскости неоднородности Я равен 230 мм, фокусное расстояние объективов 1917,6 мм. Менисковые детали применены для уменьшения аберрации сферических зеркал. [c.181]

Это удлинение, как правило, невелико по сравнению с высотой щелей и поэтому несущественно. Угол а выбирают таким, чтобы не было виньетирования пучка, т. е. из условия а > а [. В автоколлимационных схемах с внеосевым параболоидом точка щели, находящаяся на оси параболоида, изображается без аберраций. Но с увеличением высоты щелей качество изображения ухудшается. Ширина фигуры рассеяния на концах изображения щели высотой /г определяется формулой [c.382]

Может случиться, что некоторые лучи полностью минуют линзу или на часть ее не попадут лучи от ряда областей предмета, даже если величина апертурной диафрагмы меньше диаметра линзы. Такое срезание части пучка называется виньетированием (рис. 4.35). Подобное явление наблюдается довольно редко в системах, обладающих относительно малым полем зрения ( а-пример, в телескопах), однако оно играет важную роль в других приборах, например в фотообъективах. Иногда при конструировании оптических приборов используют эффект виньетирования для уничтожения нежелательных внеосевых аберраций. [c.183]

Для биноклей, геодезических инструментов допускают остаточную угловую сферическую аберрацию 1. .. 2, ас учетом хроматизма — 2. .. 3. Суммарная монохроматическая аберрация внеосевых пучков может быть 5. .. 10, из них 2. .. 3 тиходится на кому. В более сложных телескопических системах (дальномеры, морские перископы и т. п.) допускают сферическую аберрацию 10. .. 12, а во всем видимом диапазоне даже до 20. [c.344]

Пусть для какой-нибудь точки 5 (рис. 13.9), лежащей на оптической оси, устранена с< )ерическая аберрация, так что 5 отображается в 5 резко, несмотря на применение широких пучков. Отсюда еще не следует, что небольшой участок поверхности а, проходящий через 5 и перпендикулярный к оси, будет изображаться резко и без искажений. Для такого правильного изображения необходимо, чтобы различные зоны системы давали одно и то же увеличение. В противном случае точки участка, не лежащие на оси, будут изображаться различными частями нашего широкого пучка на различных расстояниях от оси, т. е. для этих внеосевых точек нашего элемента не будет сохраняться стигматичность изображения. Аббе нашел, что требование постоянства увеличения различными зонами системы выполняется, если удовлетворено следующее условие [c.310]

Ниже, однако, рассмотрены осевые ДЛ, аксиально симме-tpH4HHe структуры которых создают не только голографически, но и путем фотонабора на специальном оборудовании. Для осевых линз, как легко убедиться, осевое и внеосевое разложения эйконала записи ДЛ совпадают. Центры кривизны падающей и дифрагированной волн, как правило, располагаются вблизи от положения центров кривизны волн записи (поскольку в этой области аберрации минимальны), т. е. вблизи оси z в данном случае. Таким образом, для осевых ДЛ осевое разложение дает почти такие же результаты, как и внеосевое. [c.22]

Подробный анализ аберраций систем второго рода, проведенный в ряде работ [31, 56, 63], показывает, что для них характерны те же типы аберраций, что и для систем первого рода, т. е. кома, кривизна поля и наклонная сферическая аберрация (как показано в работе [63], последняя является аберрацией пятого порядка). Кома практически такая же, как и у систем первого рода, кривизна поля больше и минимальна при со = 1, что соответствует А = = Ар/2. Для внеосевого угла у < 6 мрад (20 ) и при фиксированных /, 0тах и со = 1 минимум аберрзций достигается, когда X = 0,865, т. е. при / л 1,2р1. [c.176]

Благодаря малым аберрациям в телескопах нормального падения при умеренных требованиях к разрешению могут использоваться даже одиночные сферические зеркала. В качестве примера рассмотрим схему мягкого рентгеновского канала телескопа Терек , предназначенного для исследований Солнца на станции Фобос [12] (рис. 5.30). Она включает четыре сферических зеркала с покрытием Мо—81 на области спектра 17,5 нм (одно длиннофокусное) и 30,4 нм (одно длиннофокусное, два короткофокусных). Диаметр зеркал равен 30 мм, фокусные расстояния — 810 и 160 мм. Внеосевой угол длиннофокусных зеркал равен 1,7°, при этом разрешение определяется размером ячейки детектора 50x75 мкм (ПЗС-матрица с люминофорным преобразователем и усилителем яркости на ЭОП) и составляет 12—18" в поле зрения 45x62. Для уменьшения внеосевого угла для короткофокусных зеркал до 3—4° используется пара плоских зеркал с таким же МСП, которые работают под углом 45°. Плоскости падения двух пар ортогональны, поэтому они выполняют также функцию анализаторов поляризации и.злучения. Разрешение в этом случае равно в среднем 1—2 в поле зрения 3,8 X 5,2°. Зеркала изготовлены из плавленого кварца методом глубокого [c.207]

Резонатор из софокусных вогнутых зеркал (М < —1, рис. 3.96) значительно менее чувствителен к наличию волновых аберраций нечетных порядков, чем телескопический. При IМ1 >3 направление пучка на выходе этой системы оказьшается даже более устойчивым по отношению к введению клина, чем в усилительных устройствах (aj < 1). Нетрудно видеть, что причиной тому является перевертьшание пучка по прохождении периода эквивалентной схемы, в результате чего каждый внеосевой луч проходит попеременно зоны то с большим, то с меньшим показателем преломления (рис. ЗЯг с явлениями подобного рода мы встретамся еще в 4.4). Реакция на аберрацию четных порядков при перевертьюании пучка не изменяется и поэтому остается примерно такой же, как в телескопическом резонаторе (небольшая разница возникает за счет той половины периода эквивалентной схемы, на которой происходит расширение сечения пучка). [c.163]

Рассмотрим геометрические аберрации преобразователя. Для простоты расчетов ограничимся только осевыми аберрациями. Заметим, что в силз симметрии задачи внеосевые аберрации, связанные с отклонением ИК-источника от оптической оси в направлении F, можно получить заменой в формулах для осевых аберраций Y на Yv — Fir. Единственная, связанная с отклонением в направлении X, внеосевая аберрация второго порядка определяется формулой (4.20). Поэтому фактически не рассматриваются только внеосевые аберрации третьего порядка, связанные с отклонением вдоль оси X. Общий вид аберраций третьего порядка включительно в системах без оси симметрии выражается следующими формулами [c.95]

Во всех успешных применениях голографии в микроскопии использовался внеосевой опорный пучок с плоским волновым фронтом [10—12J. Применение такой геометрии приводит к минимальным аберрациям [15] и позволяет легко получать восстанавливающую волну, идентичную опорной, независимо от того, исследуется ли действительное или мнимое изображение. Хорошее качество голограммы достигается, если угол между опорным и объектным пучками можно выбрать таким, что пространственная частота интерференционных полос в интерференционной картине намного ниже максимума разрешаю1цей способности фотопленки (рис. 3). Для пленки с максимальной разрешающей способностью 1000 линий на миллиметр расстояние между соседними интерференционными [c.624]

Голографические оптические элементы с успехом используются как внеосевые криволинейные зеркала или сдвинутые дедентриро-ванные линзы. Иными словами, они вносят в систему относительно большие абберрации, как правило астигматизм и кому. Кроме того, применение ГОЭ вызывает большую дисперсию, что приводит к необходимости использовать монохроматический свет или применять другие реилительные меры (другие ГОЭ), чтобы получать изображения хорошего качества. Решить эту проблему можно также путем изготовления систем с необычными геометрическими конфигурациями и особыми спектральными характеристиками. В на-цшх исследованиях большой уровень аберраций и значительная дисперсия играли отрицательную роль, но в других случаях, разумеется, они могут представлять интерес, например в спектроскопических исследованиях. [c.642]

Голографические методы мультиплицирования имеют очевидные преимущества в скорости по сравнению с шаговой фотокамерой-Однако не ясно, имеет ли этот метод абсолютное преимущество. Для каждого из N изображений величина сигнала и отношение сигнал/шум изменяются как МN или l/A/ в зависимости от способа записи голограмм. Необходимость достаточно хорошего отношения сигнал/шум ограничивает число мультиплицированных изображений. Имеются сообщения, что наилучшие голограммы позволяют получить до N 1000 хороших изображений. Из-за внеосевых аберраций голограммы (таких, как астигматизм) качество выходных изображений меняется от изображения к изображению. Налицо остаются все трудности, связанные с формированием изображения в когерентном свете. В некоторых случаях этими проблемами можно пренебречь, в других нельзя. С другой стороны, голографии свойственна универсальность, что позволяет делать некоторые вещи исключительно хорошо. Например, операция юстировки каждого изображения, необходимая при последовательной процедуре мультиплицирования, в голографическом методе не нужна, поскольку для этого достаточно настроить одно-единственное изображение. Когда одно изображение отъюстировано, все выходные изображения оказываются настроенными. [c.667]

Наконец, отметим, что при рассмотрении астигматизма призмы мы предполагали, что фокусирующая оптика спектрального прибора свободна от аберраций. Еслп же объективы колли.матора и камеры имеют внеосевые аберрации — кому и астигматизм, то они также приведут к искажению изображения внеосевых точек щели, даже если осевая ее точка установлена строго в фокусе. При смещении щелп из фокуса искажения ее изображения определяются аберрациями как фокусирующей оптики, так и иризмы. [c.156]

Аберрации, обусловленные внеосевыми наклонными лучами. Плоскость, проходящая через ось системы, называется мери-дианальной. Если в ней под достаточно большим углом к оси падает цилиндрический пучок лучей, то после преломления он не останется цилиндрическим. Лучи, лежащие в меридианаль-ной плоскости, преломляются не так, как параллельные им лучи, но лежащие в стороне от меридианальной плоскости. В результате зтого после преломления лучи пучка не параллельны друг другу. Поэтому сечение пучка лучей изменяется с расстоянием от линзы после преломления. На некотором расстоянии от линзы сечение является отрезком линии, направленным перпендикулярно меридианальной плоскости (рис. 80), затем эта линия [c.136]

Отражательные объективы применяются в спектральных устройствах в виде сферических и параболических алюлшпированных зеркал. Главное преимущество зеркальных объективов заключается в отсутствии у них хроматических аберраций. Сферические аберрации и астигматизм здесь очень значительны, в особенности у сферических зеркал. Они несколько меньше для параболических зеркал. Так, для параллельных пучков, падающих па параболическое зеркало и проходящих затем через фокус, сферическая аберрация на оптической оси отсутствует совершенно. Для этого параболическое зеркало следует комбинировать с плоским, наиример но схеме рис. 87. Однако можно пользоваться успешно внеосевой частью зеркала. Опыт и расчет показывают, что если точечный источник света расположен вне оси в фокальной плоскости зеркала (рис. 88, а), то возникает аберрация кома. Если же источник расположить на оси зеркала и использовать не центральную его часть (внеосевую, рис. 88, б), то кома отсутствует, однако возникает дополнительная кривизна спектральной линии. Внеосевые параболические зеркала используются теперь часто в. [c.121]

В обоих случаях светосила монохроматора одинаково зависит от геометрич. параметров 02 и Pi, а также от коэфф. пропускания Е), и угловой дисперсии d p/dk. При этом величина угловых размеров высоты щели Pi = hilfi ограничивается ростом внеосевых аберраций (увеличивающих ширину аппаратной ф-ции). [c.11]

Наиболее широкое распространение получили окуляр Рамсдена и изображенный на рис. 6.14, о окуляр Гюйгенса. Полевая. линза у последнего находится впереди первичного изображения. Недостатком окуляра Гюйгенса является небольшое удаление выходного зрачка кроме того, им нельзя пользоваться с внешним крестом питей. В этом окуляре сферическую аберрацию нельзя исправить так же хорошо, как в окуляре Рамсдена, но зато он свободен от поне[)ечной хроматической аберрации и внеосевой комы. [c.231]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...