Основы оптических измерений. Загрубский А.А - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

1.3 АБЕРРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ СПЕКТРАЛЬНЫХ
ПРИБОРОВ
Простые способы построения изображений (см., например,
[
3,4,5,6]) позволяют получить лишь грубое приближение к реальности,
справедливое обычно только для осевых, параксиальных пучков. Разли-
чия между "идеальным" и реальным изображениями, неустранимые в
данном активном элементе оптической схемы, и есть его аберрации.
Вносят, конечно, свои искажения также дефекты изготовления или про-
сто грязь на поверхностях, но это нельзя считать принципиально неуст-
ранимыми искажениями и относить к аберрациям.
Основной причиной возникновения аберраций является то, что и
источник излучения, и сам элемент имеют конечные размеры. Следова-
тельно, на каждую точку поверхности элемента падают лучи с конеч-
ным и обычно довольно широким угловым разбросом. А изображение
создается суммой лучей, отраженных (преломленных) в различных точ-
ках поверхности. Согласовать все возникающие при этом разности хода
лучей оказывается невозможно. Сюда же надо отнести хроматические
аберрации, свойственные линзам.
Спектральный прибор включает несколько последовательных опти-
ческих элементов, каждый из которых характеризуется своими аберра-
циями. Правила их суммирования можно найти, например, в [
4,7].
Расчет аберраций – необходимый этап разработки оптических схем,
поскольку, во-первых, без этого мы не будем знать реально достижи-
мых параметров создаваемого прибора, а во-вторых, очень часто абер-
рации различных элементов удается взаимно компенсировать, в первую
очередь – кому, дисторсию и кривизну поля (проявляющуюся в искрив-
лении спектральной линии). Кроме того, в последние годы существенно
выросли технические возможности производств. Если раньше приходи-
лось ограничиваться поверхностями второго порядка, сегодня доступны
и более сложные поверхности.
Иногда вполне сознательно приходится мириться и с устранимыми
аберрациями, если ради удешевления прибора или уменьшения потерь
света выгодно использовать упрощенные оптические схемы или упро-
щенные формы оптических поверхностей. Например, установку призмы
или дифракционной решетки в сходящемся пучке или сферические по-
верхности вместо параболических или эллиптических.
Расчет оптической схемы начинается с простейших построений, ко-
торые позволяют в первом приближении определить параметры схемы
21

Страницы