В пер.: 2 р. 30 к.
Справочник содержит сведения по основан геометрической оптики, теор» оптических систем и теории аберраций. Большое внимание уделено современны методам проектирования и расчета оптики. Приведены оптические схемы, конструкте ные параметры и аберрации систем различного назначения.
Справочник предназначен для инженерно-технических работников, занима» щихся расчетом оптических систем и конструированием оптических приборов.
1704050000-878 ББК 22.34я
038(01)-84 6П5.8(081
ПРЕДИСЛОВИЕ
Вычислительная оптика, с помощью которой решается задача получения всех конструктивных элементов, позволяющих построить оптическую систему, удовлетворяющую требованиям, предъявляемым к качеству создаваемого ею изображения, является сравнительно молодой отраслью инженерного дела, насчитывающей около
140 лет.
Началом работ по вычислительной оптике можно считать работы Петцваля по созданию светосильного портретного объектива, носящего его имя, относящиеся к 1840 г., т. е. выполненные спустя всего несколько лет после изобретения фотографии.
Вычислительная оптика, отличавшаяся большой трудоемкостью, была сначала достоянием очень ограниченного числа лиц, занимавшихся созданием различных оптических приборов на нескольких оптических фирмах, главным образом немецких. К их числу относились фирмы «Карл Цейс», «Герц», «Лейтц», «Штейнгель».
Такая монополия немецких фирм поставила в затруднительное положение союзные державы во время первой мировой войны, что послужило стимулом для развития работ по вычислительной оптике во Франции, Англии, Италии и России.
Первоначально отечественные разработки по вычислительной оптике осуществлялись на Государственном оптико-механическом заводе (ныне Ленинградское оптико-механическое объединение им. В. И. Ленина) и в Государственном оптическом институте. Эти исследования сводились к воспроизведению оптических систем, уже имевшихся за рубежом, и являлись достоянием весьма ограниченного круга оптиков-вычислителей.
Благодаря бурному развитию оптико-механической промышленности в предвоенные годы и, в особенности уже после Великой Отечественной войны, в связи с общим ростом научно-технического прогресса значительно расширился круг оптиков-конструкторов, занимающихся вычислительной оптикой; кроме того, значительно повысились требования, предъявляемые к современным оптическим системам.
Появление современной вычислительной техники сделало доступной разработку оптических систем более широкому кругу специалистов. В связи с этим и возникла необходимость в издании специальной справочной литературы, рассчитанной как на инженеров-разработчиков оптических систем, так и на инженеров-заказчиков и инженеров-исследователей. Для удовлетворения этой потребности была предпринята настоящая попытка создания справочника по вычислительной оптике.
Необходимо отметить, что справочник охватывает ряд вопросов различного характера, начиная от материалов, определяемых ГОСТами, до справочных сведений теоретического плана, требующих логического обоснования. Это обстоятельство потребовало различного подхода к изложению отдельных глав.
Следует также заметить, что в зарубежной технической литературе до настоящего времени подобного справочника не было.
Все замечания и пожелания следует направлять по адресу: 191065, Ленинград, У л. Дзержинского, 10, Ленинградское отделение изд-ва «Машиностроение».
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................................. 3
Глава 1. Обозначения некоторых оптических величин и правила знаков (Я. Д. Иванов) ...................'............ ~4
1.1. Некоторые определения....................... _
1.2. Буквенные обозначения некоторых величин геометрической оптики. . 6
1.3. Правила знаков.......................... g
Глава 2. Оптические среды и их константы (Л. Д. Иванов).......... 9
2.1. Бесцветные стекла......................... _
2.2. Цветные оптические стекла..................... 15
2.3. Оптические кристаллы....................... _
Глава 3. Источники оптического излучения (Г. Г. Яшиным) ......... jg
3.1. Лампы накаливания................
3.2, Некоторые специальные виды источников излучения
Глава 4. Приемники оптического излучения (Г. Г. Яшиным) . .
4.1. Приемники излучения на основе внешнего фотоэффекта.
4.2. Передающие телевизионные трубки на основе внешнего и
Ar»Tn
'еометрическая оптика (Л. Н. Андреев)
, ., __-._ -----,.„,,,,ш^ |ууили на основе внешнего и внутреннего
фотоэффекта...................1......... 47
4.3. Приемники излучения на основе внутреннего фотоэффекта ...... 50
50
... .....,--, .............. 58
5.1. Основные понятия и законы геометрической оптики......... —
5.2. Преломление пучка лучей сферической поверхностью........ 59
5.3. Апланатические точки поверхности................. —
5.4. Параксиальная область и оптические инварианты в параксиальной области.............................. БО
5.5. Идеальная оптическая система................... 61..
5.6. Графический способ построения изображения........... —
5.7. Основные формулы солинейного сродства............. 62
5.8. Оптическая сила системы и соединение двух оптических систем в одну
5.9. Расчет параксиального луча через оптическую систему, заданную конструктивными элементами г, d, n.................. —
5.10. Расчет параксиального луча через систему, заданную оптическими силами линз Ф и расстояниями между главными плоскостями компонентов d............................. 63
5.11. Линейное, угловое и продольное увеличения в сопряженных плоскостях ............................... —
Г л а в а 6. Теория аберраций (Л. Н. Андреев)................. 64
6.1. Понятие и геометрический смысл аберраций 3-го порядка...... —
6.2. Аберрации 5-го порядка...................... 68
6.3. Основные формулы теории аберраций 3-го порядка......... 69
6.4. Связь монохроматических аберраций 3-го порядка с суммами Зейделя 72
6.5. Некоторые свойства системы из бесконечно тонких компонентов. . . —
6.6. Основные параметры Я* и W* тонких компонентов,........ 74
6.7. Аберрации 3-го порядка для одного тонкого компонента....... 78
6.8. Вычисление волновых аберрации.................. 79
6.9. Хроматические аберрация 1-го порядка .............. 80
Глава 7. Ограничение пучков лучей (М. М. Русинов)............ 82
7.1. Геометрическое виньетирование ................... —
7.2. Аберрационное виньетирование................... 85
7.3. Аберрационно-геометрическое виньетирование ........... 87
Глава 8. Основные светотехнические и колориметрические характеристики оптических систем (О. Я. Василевский)..............- - 88
8.1. Оптическое излучение
8.2. Светотехнические величины .................... 89
8.3. Потери света в оптической системе................ 92
8.4. Колориметрические характеристики................. 96
................. эт
Глава 9. Светофильтры (Я. Д. Иванов)................... 1°'
9.1. Область применения и общие характеристики........... —
9.2. Правила оформления чертежей светофильтров........... 03
9.3. Спектральная характеристика цветных оптических стекол...... 'О*
Глава 10. Зеркала, пластины, призмы (М. М. Русинов)........... '"5
10.1. Зеркала............................. -~
10.2. Плоскопараллельная пластинка.................. j^J
10.3. Развертка отражений....................... [0°
10.4. Конструкции простых призм ................... JJ1"
10.5. Оборачивающие призмы и системы призм............. "•*
10.6. Призмы, развертывающиеся в наклонные плоскопараллельные пла-стннки, и призмы с разделением хода лучей........... "й
10.7. Преломляющие призмы
10.8. Преломляющий клин в воздухе
..
10.9. Бинокль Брюстера ........................
10.10. Астигматизм тонкого клина, работающего в сходящемся ходе лучей 119
10.11. Вращение изображения ...... . .............. —
10.12. Работа вращающегося зеркала ............... . . 120
10.13. Работа компенсирующей призмы или вращающегося зеркала в сходящемся ходе лучей .... .................... 123
10.14. Работа качающейся призмы ................... 124
10.15. Оптические шарниры ...................... 126
10.16. Устройство для изменения расстояния между осями окуляров в бинокулярных приборах ....................... 128
10.17. Призмы различного назначения ................. 129
10.18. Призмы для совмещения двух изображений с тонкой линией раздела 130
10.19. Устройство разделения полей при разделении зрачков в зрительных трубах .............................. —
Глава 11. Линзы (Я. Д. Иванов) ...................... 131
11.1. Определение и основные соотношения .............. —
11.2. Оформление чертежей линз ................... 134
Глава 12. Растровая оптика (М. At. Русинов) ................ 136
12.1. Работа простого растрового экрана ............... —
12.2. Световой баланс элемента растра .................. 138
12.3. Коллектив и растр-коллектив ................... 140
Глава 13. Линзы Френеля (М. М. Русинов) ................. 141
13.1. Френелевы поверхности ...................... —
13.2. Экранирование френелевых поверхностей ............ 142
Глава" 14. Волоконная оптика (М. М. Русинов) ............... 150
Глава 15. Оптические детали из неоднородных сред (А. П. Грамматин) . ... 153
15.1. Основные положения ....................... —
15.2. Формулы для расчета хода лучей в неоднородных средах ...... 154
15.3. Материалы типа селфок ......... ............. 156
Глава 16. Разработка принципиальных оптических схем и габаритный расчет 159
(М. М. Русинов) ......................... —
16.1. Задачи габаритного расчета .................... —
16.2. Принципиальные схемы оптических систем ............ —
16.3. Оптические системы, предназначенные для работы с глазом — визуаль-
ные оптические системы . . . .\ .................. 160
16.4. Уточненный габаритный расчет .................. 165
16.5. Труба Кеплера .......................... 167
16.6. Труба Галилея .......................... —
16.7. Работа окуляра ...................... 168
Глава 17. Синтез или композиция оптических систем (М. М. Русинов) ..... 170
17.1. Базовые линзы .........................
17.2. Анастигматические линзы .................... 175
17.3. Трехлинзовые системы ...................... 178
17.4. Системы с двумя базовыми линзами ................ 180
17.5. Назначение коррекционных элементов и блоков ......... 182
17.6. Поверхности склейки ...................... —
17.7. Влияние склеенных поверхностей на сферическую аберрацию . . . 184
17.8. Работа тонкого воздушного промежутка — воздушной прослойки . . . 186
17.9. Концентричный мениск, мениск с равными радиусами и мениск
Д. Д. Максутова ..... .................... 187
17.10. Склеенные двухлинзовые компенсаторы ............ 189
17.11. Хроматические склеенные компенсаторы ........... 191
17.12. Апохроматический компенсатор .................. —
17.13. Тонкий склеенный компенсатор кривизны поля ......... 192
17.14. Двухлинзовый несклеенный компенсатор ............ 194
17.15. Мениск В. Н. Чуриловского ................... 195
17.16. Двухлинзовый компенсатор астигматизма ........... 196
17.17. Совокупность сферического зеркала с плоскопараллельной пластин-
кой ............................... 197
17.18. Трехлинзовый несклеенный компенсатор ............ 199
Глава 18. Оптические системы с переменными характеристиками (М. М. Русинов) —
18.1. Системы дискретной смены увеличений ............. . — •
18.2. Системы переменного увеличения с подвижными линзами ...... 202
18.3. Панкратические системы ..................... —
18.4. Общий случай панкратической системы с механической компенсацией 203
18.5. Панкратические системы с оптической компенсацией ........ 205
18.6. Панкратический коллектив с оптической компенсацией ...... 207
..
18.5. Панкратические системы с оптической компенсацией ........ 205
18.6. Панкратический коллектив с оптической компенса
Глава 19. Нецентрированные оптические системы (М. М. Русинов) ......
19.1. Аберрации нецентрированных систем ............. —
19.2. Наклоненные зеркала ...................... 211
19.3. Изменение астигматизма наклонного сферического зеркала .... 212
421
19.4. Кома сферического зеркала...................
19.5. Трансформирование изображения................. i
19.6. Наклонная плоскопараллельная пластинка и наклонный клин. . . Jlil
19.7. Безлинзовый бинокль Брюстера................' 217
19.8. Оптические системы с двумя плоскостями "симметрии....... ^
19.9. Дисторсия анаморфотных систем из цилиндрических линз. . . .' . ад
19.10. Панорамическое преобразование изображения ......... 220
Глава 20. Несферические поверхности (М, М. Русинов)........... 221
20.1. Задание профиля несферической поверхности.......... _
20.2. -Радиусы кривизны несферической поверхности ......... 223
20.3. Анаберрационные несферические поверхности .......... 225
20.4. Анастигматические поверхности ................. _
20.5. Плоскогиперболическая линза................... 22в
20.6. Бигиперболическая линза .................... _^
20.7. Плоскопараболическая линза................... 22?""'
20.8. Дисторсия плоскопараболической линзы ............ _
20.9. Перенос деформации с одной несферической поверхности на другую 229
20.10. Малые деформации сферических поверхностей высшего порядка. . . 23?
20.11. Общий интеграл несферической поверхности .......... 236
Глава 21. Автоматизированный расчет*»оптических систем (А. П. Грамматин) • 237
21.1. Типы машин, используемых для расчетов............ V-
21.2. Этапы разработки оптической системы. Состояние и перспективы их автоматизации.......................... 239
21.3. Формы организации работы при использовании ЭВМ....... 24J
21.4. Расчет хода лучей с помощью ЭВМ............... 244
21.5. Способы записи конструктивных параметров оптической системы. . 2$4
21.6. Способы'записи начальных данных для расчета хода лучей..... .24р-
21.7. Определение начальных данных для расчета главного луча, проходя- , щего через центр апертурной диафрагмы............. 25Й
81.В. Выдача результатов расчета"*хода?лучей............. 232
21.9. Автоматизированная коррекция оптических систем ....... 254
21.10. Специализированные программы для расчета конкретных типов оптических систем......................... 2S7
Глава 22. Приемы автоматизированной коррекции оптических систем
(А. П. Грамматин)....................... 26!)
22.1. Общие положения ........................ —
22.2. Выбор исходной оптической системы .............. —
22.3. Выбор корригируемых функций.................. 261
22.4. Выбор коррекционных параметров ................ 262
22.5. Автоматизированная коррекция панкратических систем...... 263
22.6. Метод последовательной коррекции аберраций........... 264 '
22.7. Метод целенаправленного изменения параметров исходной оптической системы.............................. 266
22.8.f Метод произвольного случайного изменения параметров исходной
оптической системы .......................
Цена: 300руб.
