Дефокусировка. Сферическая аберрация 3 порядка. Кома и неизопланатизм - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника реферат

Главная

Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Дефокусировка. Сферическая аберрация 3 порядка. Кома и неизопланатизм

Дефокусировка, продольное смещение плоскости изображения. Сферическая аберрация, ею обладают все линзы со сферическими поверхностями. Структура пучка лучей при наличии комы. Условия апланатизма и изопланатизма. Закон синусов Аббе (условие апланатизма).


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
«Дефокусировка. Сферическая аберрация 3 порядка. Кома и неизопланатизм»
Дефокусировка не приводит к нарушению гомоцентричности пучка (рисунок 1), а только свидетельствует о продольном смещении плоскости изображения.
При дефокусировке все лучи на выходе оптической системы пересекаются в одной точке, но не в точке идеального изображения. Поэтому в случае дефокусировки продольная аберрация постоянна для всех лучей (для всех точек зрачка):
Если дефокусировки нет, то плоскость изображения совпадает с плоскостью Гаусса (плоскостью идеального изображения). Чтобы избавиться от дефокусировки, нужно просто соответствующим образом передвинуть плоскость изображения.
При анализе аберраций оптических систем принято строить графики зависимости поперечной, продольной, и волновой аберраций от зрачковых координат. Если в оптической системе присутствует только дефокусировка, то эти графики будут выглядеть как показано на рисунке 2.
Рисунок 2 - Графики аберраций для расфокусировки
. (3)
Сферическая аберрация приводит к тому, что лучи, выходящие из осевой точки предмета, не пересекаются в одной точке, образуя на плоскости идеального изображения кружок рассеяния (рис.3). Ею обладают все линзы со сферическими поверхностями. Чтобы ее устранить, необходимо сделать поверхности не сферическими. Сферическую аберрацию 3 порядка называют также первичной сферической аберрацией.
Продольная и поперечная аберрации в этом случае определяются выражениями:
В простых положительных линзах сферическая аберрация 3 порядка отрицательна, а в отрицательных положительна. Графики волновой, продольной и поперечной аберраций в случае сферической аберрации 3 порядка представлены на рис.4.
Рисунок 4 - Графики аберраций для сферической аберрации 3 порядка
. (5)
По характеру искажения гомоцентричности пучка лучей сферическая аберрация 5 порядка полностью аналогична сферической аберрации 3 порядка, только имеет более высокий порядок кривых на графиках поперечной и продольной аберраций.
В сложных системах сферические аберрации 3 и 5 порядков имеют разные знаки и могут взаимно компенсировать друг друга. На рис.5 представлен график оптимальной коррекции сферической аберрации 3 и 5 порядков для апертурного луча . В результате коррекции остаточные аберрации становятся меньше, чем сами аберрации 3 и 5 порядка.
Рисунок 5 - Взаимокомпенсация сферической аберрации 3 и 5 порядков
Однако в случае сферической аберрации 3 и 5 порядков может быть и так, как показано на рис.6.: а) - аберрация «недоисправлена», б) - аберрация «переисправлена».
Рисунок 6 - Графики коррекции сферической аберрации.
Поскольку продольной дефокусировкой легко управлять путем перемещения плоскости изображения, то сочетая сферическую аберрацию и дефокусировку, можно выбрать наилучшее с точки зрения минимума главный луч сферической аберрации положение изображения. В частности, для сферической аберрации 3 порядка при помощи выражений (4), (5) можно вычислить положение изображения, в котором кружок рассеяния минимален. При этом продольное смещение изображения составляет 3/4 от продольной аберрации апертурного луча.
От греческого: k??? - хвост, пучок волос.
Кома появляется при смещениях точки предмета с оси. Кома добавляется к другим аберрациям (например, к сферической), но мы будем рассматривать ее отдельно от других аберраций (рис.7).
Рисунок 7 - Структура пучка лучей при наличии комы.
В первом приближении кома прямо пропорциональна смещению предмета с оси. Если смещение равно нулю, то и кома равна нулю. Таким образом, поперечная аберрация при наличии комы прямо пропорциональна величине предмета:
, (6)
где - коэффициент пропорциональности, определяющий качество аберрационной коррекции оптической системы (чем меньше , тем лучше оптическая система).
Разложение в ряд волновой аберрации при наличии комы 3 и 5 порядков:
Выражение для поперечных аберраций будет выглядеть следующим образом:
. (8)
Описание поперечных аберраций комы различно для меридионального и сагиттального сечений. В меридиональном сечении , следовательно:
В сагиттальном сечении , следовательно:
. (10)
На рис.8 показаны графики поперечных аберраций для комы 3 порядка в меридиональном и сагиттальном сечениях. Кривые на графиках имеют одинаковую форму, но в меридиональном сечении значение в 3 раза больше, чем в сагиттальном.
Рисунок 8 - Поперечные аберрации при коме 3 порядка
Для того чтобы лучше понять структуру поперечных аберраций при коме, рассмотрим точечную диаграмму лучей. Разобьем зрачок на множество равновеликих площадок и рассмотрим лучи, проходящие через центры этих площадок (рис.9.а). Получим картину лучей, равномерно распределенных по зрачку. Точки пересечения этих лучей с плоскостью изображения образуют точечную диаграмму (рис.9.б).
В названии “неизопланатизм” присутствуют корни греческих слов: изос - одинаковый, равный, планета - блуждающее тело.
Изопланатизм (одинаково заблуждающийся) - в окрестности оси оптической системы нет комы, но есть сферическая аберрация (изображение разных точек предмета будет одинаково плохое).
Апланатизм - нет ни комы, ни сферической аберрации (изображение разных точек предмета идеальное). Апланатизм может выполняться только для какой-то части предмета, например в окрестности оси.
О возможной величине комы можно судить, не смещая точку с оси, если количественно оценить неизопланатизм. Такая оценка возможна, если использовать условия апланатизма и изопланатизма.
Закон синусов Аббе (условие апланатизма):
. (11)
Если это условие выполняется для всех лучей, то нет ни комы, ни сферической аберрации.
Если присутствует сферическая аберрация, то вместо условия апланатизма используется похожее условие - условие изопланатизма:
. (12)
Рис. 10 показывает разницу в определении двух условий - условия синусов Аббе и условия изопланатизма.
Рисунок 10 - Углы лучей, используемые в условиях апланатизма и изопланатизма.
Если условие изопланатизма выполняется, то комы в ближайшей окрестности осевой точки не будет. Относительное отступление от изопланатизма (так называемая мера комы) определяется следующим выражением:
. (13)
Поперечная аберрация комы 3 порядка для точки изображения с координатой может быть представлена следующим образом:
1. Бегунов Б.Н., Заказнов Н.П. и др. Теория оптических систем. - М.: Машиностроение, 2004
2. Заказнов Н.П. Прикладная оптика. - М.: Машиностроение, 2000
3. Дубовик А.С. Прикладная оптика. - М.: Недра, 2002
4. Нагибина И.М. и др. Прикладная физическая оптика. Учебное пособие.- М.: Высшая школа, 2002
Вычисление аберраций, определение точки референтного (идеального) изображения. Поперечные аберрации в сагиттальной и меридиональной плоскости. Зрачковые канонические координаты. Волновая аберрация, отклонение реального волнового фронта от идеального. реферат [81,4 K], добавлен 15.01.2009
Основные характеристики структуры изображения. Свойство линейности. Свойство инвариантности к сдвигу (условие изопланатизма). Функция рассеяния точки. Оптическая передаточная функция. Схема формирования оптического изображения. Зрачковая функция. реферат [259,5 K], добавлен 15.01.2009
Дисторсия ("искажение") абсолютная и относительная. Хроматические аберрации, проявление зависимости характеристик оптической системы от длины волны света. Принципы ахроматизации оптических систем. Абсолютный и относительный хроматизм увеличения. реферат [170,1 K], добавлен 15.01.2009
Регистрация микроскопических изображений в УФ лучах производится двумя способами. В плоскости формирования изображения в УФ лучах помещают флюоресцирующий экран, люминофор которого при поглощении УФ лучей испускает световые лучи видимого диапазона. реферат [462,0 K], добавлен 24.12.2008
Антенные устройства, краткие теоретические сведения. Конструкция диэлектрической линзовой антенны. Расчёт диаграммы направленности антенны, параметров линзы и облучателя. Законы распределения поля вдоль поверхности линзы. Геометрические параметры линзы. курсовая работа [1,8 M], добавлен 27.10.2010
Расчет металлопластинчатой антенны: определение размеров раскрыва излучателя, профиля линзы, нахождение параметров пирамидального рупора, выбранного в качестве облучателя. Расчет диаграммы направленности линзы. Вычисление относительной полосы пропускания. курсовая работа [485,7 K], добавлен 17.10.2011
Линейное увеличение оптической системы. Угловое увеличение оптической системы. Продольное увеличение оптической системы. Кардинальные точки и отрезки. Главные плоскости системы. Построение изображений. Сотношения параксиальной оптики. Формула Ньютона. реферат [112,9 K], добавлен 20.01.2009
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Дефокусировка. Сферическая аберрация 3 порядка. Кома и неизопланатизм реферат. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Дипломная работа: Комплексный анализ издержек обращения предприятия
Курсовая работа: Ректификация
Эссе На Тему Социальные Нормы
Реферат по теме Новоогаревские процессы
Анализ Контрольной Работы 11 Класс Физика
Контрольная работа по теме Международные кредитно-финансовые институты
Развитие Памяти Детей Дошкольного Возраста Курсовая
Личностные Особенности Многодетных Родителей Курсовая
Білім Алу Эссе
Организационное Проектирования Практические Работы
Дипломная работа по теме Учёт и анализ доходов и расходов коммерческого предприятия на примере ООО "СуперСтрой-Уфа"
Курамшина Сыновний Долг Сочинение
Виды современного туризма
Сочинение Тезис Доказательство Вывод 5 Класс
Реферат по теме Тактика гребли
Шпаргалка: Социально экономическое развитие региона
Курсовая работа по теме Особенности социальных прав человека
Курсовая работа: Особенности таможенного режима Беларуси
Контрольная работа: Судова бухгалтерія
Сочинение Сравнительная Характеристика
Велика Британія - История и исторические личности презентация
Международные стандарты учета и финансовой отчетности - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа
Особливості правового регулювання вимог до юристів в США - Государство и право реферат