Модификация длиннофокусной оптической схемы объектива "Таир" в целях повышения технологичности и улучшения оптического качества

Аннотация

Выполнена оптимизация оптической схемы длиннофокусного ахромата с менисковым корректором "Таир" (F = 400 мм, 1:4,5) с разделением трудоемкого в производстве мениска на две более простые в изготовлении линзы и заменой оптических материалов. Проведен анализ дисперсионных свойств оптических стекол из каталогов АО "ЛЗОС" (Россия) и CDGM (Китай), близких по параметрам к используемым в оптической схеме корректора "Таир". Установлено, что эти материалы и их комбинации дают возможность улучшения оптического качества исходного объектива. Исследовано влияние выбора материалов линз объектива "Таир" с использованием каталогов АО "ЛЗОС" и CDGM на степени исправления хроматических аберраций и качество изображения, описываемое в терминах функции передачи модуляции для видимого диапазона длин волн. Проведено сравнение характеристик объективов, использующих как оригинальную оптическую схему, так и модифицированную с применением различных оптических материалов. Предложен вариант объектива типа "Таир" упрощенной конструкции, который обладает значительным превосходством оптических характеристик по сравнению с другими вариантами исполнения

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Эшмаков Р.С. Модификация длиннофокусной оптической схемы объектива "Таир" с целью повышения технологичности и улучшения оптического качества. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2025, № 1 (150), с. 50--70. EDN: WHGUCF

Литература

[1] Kingslake R., Johnson R.B. Lens design fundamentals. Academic Press, 2009.

[2] Zhang Y., Gross H. Systematic design of microscope objectives. Part I: system review and analysis. Adv. Opt. Techn., 2019, vol. 8, no. 5, pp. 313--347. DOI: https://doi.org/10.1515/aot-2019-0002

[3] Jamieson T.H. Thick meniscus field correctors. Appl. Opt., 1982, vol. 21, iss. 15, pp. 2799--2803. DOI: https://doi.org/10.1364/AO.21.002799

[4] Волосов Д.С., Шахнович А.Е., Фахретдинова Р.Г. Двухлинзовый объектив с планастигматическим компенсатором. Патент СССР 78122. Заявл. 03.11.1944, опубл. 01.01.1949.

[5] Лишневская Е.Б. Фотографические и проекционные объективы, разработанные в ГОИ. Л., ГОИ, 1963.

[6] Максутов Д.Д. Астрономическая оптика. Л., Наука, 1979.

[7] Richter R. Photographic teleobjective. Patent US2239538. Appl. 08.03.1940, publ. 22.04.1941.

[8] Lohberg O.-W., Ulbrich H. Photographisches teleobjektiv. Patent DE1120735B. Appl. 28.12.1961.

[9] Tautz V., Benedix G. Fuenfgliedriges fotografisches objektiv. Patent DD206240A1. Appl. 01.06.1982, publ. 18.01.1984.

[10] Kidger M., Leamy P. The existence of local minima in lens design. International Lens Design, 1990, pp. 69--76. DOI: https://doi.org/10.1364/ILD.1990.LMC2

[11] Smith W.J. The problem of the concentric meniscus element: a possible solution to the lens designer’s dilemma. Opt. Eng., 1988, vol. 27, iss. 12, art. 121039. DOI: https://doi.org/10.1117/12.7978673

[12] Царевский Е.Н., ред. Свойства и разработка новых оптических стекол. Л., Машиностроение, 1977.

[13] Fleming J.W. Supplement 2: optical materials. Section 2. Optical glasses. In: Handbook of Optical Materials. CRC Press, 2003, pp. 234--305.

[14] Fiorentin P., Bertolo A., Cavazzani S., et al. Laboratory characterisation of a commercial RGB CMOS camera for measuring night sky brightness. Remote Sens., 2023, vol. 15, iss. 17, art. 4196. DOI: https://doi.org/10.3390/rs15174196

[15] Kingslake R. Position of best focus of a lens in the presence of spherical aberration. In: National Bureau of Standards circular. US National Bureau of Standards, 1954, pp. 259--274.

[16] Sasaki K., Kurokawa K., Makita S., et al. Extended depth of focus adaptive optics spectral domain optical coherence tomography. Biomed. Opt. Express, 2012, vol. 3, iss. 10, pp. 2353--2370. DOI: https://doi.org/10.1364/BOE.3.002353

[17] Richter R. Projection objective. Patent US1843519A. Appl. 27.03.1931, publ. 02.02.1932.

[18] Welford W.T. Aberrations of optical systems. CRC Press, 1986.

[19] Seppala L.G. The IODC 1998 lens design problem revisited: a strategy for simplifying glass choices in an apochromatic design. 2nd Int. Conf. on Optical Design and Fabrication, 2000, preprint UCRL-JC-139510.

[20] Zhang Y., Gross H. Systematic design of microscope objectives. Part II: lens modules and design principles. Adv. Opt. Techn., 2019, vol. 8, no. 5, pp. 349--384. DOI: https://doi.org/10.1515/aot-2019-0013