RU2222819C2 - Gradient lens ( variants ) - Google Patents

Gradient lens ( variants ) Download PDF

Info

Publication number
RU2222819C2
RU2222819C2 RU2002107028/28A RU2002107028A RU2222819C2 RU 2222819 C2 RU2222819 C2 RU 2222819C2 RU 2002107028/28 A RU2002107028/28 A RU 2002107028/28A RU 2002107028 A RU2002107028 A RU 2002107028A RU 2222819 C2 RU2222819 C2 RU 2222819C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lens
gradient
refractive index
equation
dependence
Prior art date
Application number
RU2002107028/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002107028A (en
Inventor
В.И. Тарханов
Original Assignee
Тарханов Владимир Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тарханов Владимир Иванович filed Critical Тарханов Владимир Иванович
Priority to RU2002107028/28A priority Critical patent/RU2222819C2/en
Publication of RU2002107028A publication Critical patent/RU2002107028A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2222819C2 publication Critical patent/RU2222819C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: gradient optics, fiber optics and optical instrumentation. SUBSTANCE: gradient lens is produced from material with radial gradient of refractive index and is limited by first and second refraction surfaces. First surface is flat, second reflection surface comes in the form of surface of revolution with generatrix found from equation given in formula of invention. Second surface can be approximated by surface of second order, specifically, spherical. According to second variant of production of lens its thickness is established from relation specified in formula of invention. EFFECT: increased quality of image due to reduced spherical aberration and change of its sign, raised numerical aperture of lens. 15 cl, 36 dwg

Description

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)г Description text in facsimile form (see graphic part) g

Claims (15)

1. Градиентная линза, выполненная из материала с радиальным градиентом показателя преломления n(у), ограниченная первой плоской преломляющей поверхностью, перпендикулярной оптической оси z, и второй преломляющей поверхностью, характеризующаяся уравнением траектории хода лучей у1(z) в материале линзы, имеющая толщину с и задний фокальный отрезок f, отличающаяся тем, что вторая преломляющая поверхность выполнена в виде поверхности вращения, а ее образующая y2(z) определяется из уравнения1. A gradient lens made of a material with a radial gradient of the refractive index n (y), bounded by a first flat refractive surface perpendicular to the optical axis z and a second refractive surface, characterized by the equation of the path of the rays y 1 (z) in the lens material having a thickness c and the rear focal segment f, characterized in that the second refracting surface is made in the form of a surface of revolution, and its generatrix y 2 (z) is determined from the equation
Figure 00000091
Figure 00000091
 где uк=y’1(z) - первая производная от у1(z);where u k = y ' 1 (z) is the first derivative of y 1 (z);
Figure 00000092
Figure 00000093
- коэффициент наклона нормали к образующей;
Figure 00000092
Figure 00000093
- the coefficient of inclination of the normal to the generatrix; y’2(z) - первая производная от у2(z);y ' 2 (z) is the first derivative of y 2 (z); n*(z) определяется как n(у1(z));n * (z) is defined as n (y 1 (z)); m1=+1 выбирается в случае выполнении линзы фокусирующей и m1=-1 - в случае выполнения линзы рассеивающей.m 1 = + 1 is selected in the case of the focusing lens and m 1 = -1 - in the case of the scattering lens. 2. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена фокусирующей, а вторая преломляющая поверхность выполнена в виде вогнутой или выпуклой поверхности вращения с образующей, определяемой из уравнения2. The gradient lens according to claim 1, characterized in that the lens is made focusing, and the second refractive surface is made in the form of a concave or convex surface of revolution with a generatrix determined from the equation
Figure 00000094
Figure 00000094
 3. Градиентная линза по п.2, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид3. The gradient lens according to claim 2, characterized in that the dependence of the gradient of the refractive index for the lens material has the form n(у)n0·sch ay,n (y) n 0 где n0 - значение показателя преломления на оси;where n 0 is the value of the refractive index on the axis; a - постоянная,a is a constant а образующая определяется из уравненияand the generator is determined from the equation
Figure 00000095
Figure 00000095
 где b - высота входного луча;where b is the height of the input beam;
Figure 00000096
Figure 00000096
Figure 00000097
- в случае выбора значения f, совпадающего с параксиальным.
Figure 00000097
- in the case of choosing the value of f that coincides with the paraxial. 4. Градиентная линза по п.2, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид4. The gradient lens according to claim 2, characterized in that the dependence of the gradient of the refractive index for the lens material has the form
Figure 00000098
Figure 00000098
 а образующая определяется из уравненияand the generator is determined from the equation
Figure 00000099
Figure 00000099
 где
Figure 00000100
Where
Figure 00000100
 5. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена фокусирующей, в качестве образующей выбрана окружность вида5. The gradient lens according to claim 1, characterized in that the lens is made focusing, a circle of type
Figure 00000101
Figure 00000101
 где m2=+1 - в случае вогнутой поверхности и m2=-1 - в случае выпуклой поверхности,where m 2 = + 1 - in the case of a concave surface and m 2 = -1 - in the case of a convex surface, зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет видthe dependence of the gradient of the refractive index for the lens material has the form n(у)=n0·schay,n (y) = n 0 а параметры линзы связаны соотношениемand the lens parameters are related by
Figure 00000102
Figure 00000102
 где m3=+1 - в случае выпуклой поверхности и m3=-1where m 3 = + 1 - in the case of a convex surface and m 3 = -1 - в случае вогнутой поверхности;- in the case of a concave surface;
Figure 00000103
Figure 00000103
 6. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена фокусирующей, в качестве образующей выбрана окружность вида6. The gradient lens according to claim 1, characterized in that the lens is made focusing, a circle of type
Figure 00000104
Figure 00000104
 зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет видthe dependence of the gradient of the refractive index for the lens material has the form
Figure 00000105
Figure 00000105
 а параметры линзы связаны соотношениемand the lens parameters are related by
Figure 00000106
Figure 00000106
 гдеWhere
Figure 00000107
Figure 00000107
 7. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена рассеивающей, а вторая преломляющая поверхность выполнена в виде вогнутой или выпуклой поверхности вращения с образующей, определяемой из уравнения7. The gradient lens according to claim 1, characterized in that the lens is made scattering, and the second refractive surface is made in the form of a concave or convex surface of revolution with a generatrix determined from the equation
Figure 00000108
Figure 00000108
 8. Градиентная линза по п.7, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид8. The gradient lens according to claim 7, characterized in that the dependence of the gradient of the refractive index for the lens material has the form n(у)=n0·sch ay,n (y) = n 0 а образующая определяется из уравненияand the generator is determined from the equation
Figure 00000109
Figure 00000109
 где
Figure 00000110
в случае выбора значения f, совпадающего с параксиальным.Where
Figure 00000110
in the case of choosing the value of f that coincides with the paraxial. 9. Градиентная линза по п.7, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид9. The gradient lens according to claim 7, characterized in that the dependence of the gradient of the refractive index for the lens material has the form
Figure 00000111
Figure 00000111
 поверхность выполнена вогнутой, а ее образующая определяется из уравненияthe surface is concave, and its generatrix is determined from the equation
Figure 00000112
Figure 00000112
 10. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена рассеивающей, в качестве образующей выбрана окружность вида
Figure 00000113
10. The gradient lens according to claim 1, characterized in that the lens is scattering, a circle of type
Figure 00000113
 зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет видthe dependence of the gradient of the refractive index for the lens material has the form n(y)=n0·schay,n (y) = n 0 а параметры линзы связаны соотношениемand the lens parameters are related by
Figure 00000114
Figure 00000114
 гдеWhere
Figure 00000115
Figure 00000115
 11. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена рассеивающей, в качестве образующей выбрана вогнутая окружность вида11. The gradient lens according to claim 1, characterized in that the lens is scattering, a concave circle of the form is selected as the generatrix
Figure 00000116
Figure 00000116
 зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет видthe dependence of the gradient of the refractive index for the lens material has the form
Figure 00000117
Figure 00000117
 а параметры линзы связаны соотношениемand the lens parameters are related by
Figure 00000118
Figure 00000118
 гдеWhere
Figure 00000119
Figure 00000119
 12. Градиентная линза по п.2 или 7, отличающаяся тем, что, толщина линзы определяется из уравнения12. The gradient lens according to claim 2 or 7, characterized in that, the thickness of the lens is determined from the equation
Figure 00000120
Figure 00000121
Figure 00000120
Figure 00000121
 13. Градиентная линза по п.3, или 5, или 8, или 10, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид13. The gradient lens according to claim 3, or 5, or 8, or 10, characterized in that the dependence of the gradient of the refractive index for the lens material has the form n(у)n0·sсh aу,n (y) n 0 а параметры линзы связаны соотношениемand the lens parameters are related by
Figure 00000122
Figure 00000122
 14. Градиентная линза, выполненная из материала с радиальным градиентом показателя преломления n(y), ограниченная первой и второй плоскими преломляющими поверхностями, перпендикулярными оптической оси, характеризующаяся уравнением траектории хода лучей y1(z) в материале линзы, имеющая толщину с и задний фокальный отрезок f, отличающаяся тем, что толщина линзы определяется из уравнения14. A gradient lens made of a material with a radial gradient of the refractive index n (y), bounded by the first and second flat refractive surfaces perpendicular to the optical axis, characterized by the equation of the path of the rays y 1 (z) in the lens material, having a thickness c and a rear focal segment f, characterized in that the thickness of the lens is determined from the equation
Figure 00000123
Figure 00000123
 15. Градиентная линза по п.14, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид15. The gradient lens according to 14, characterized in that the dependence of the gradient of the refractive index for the lens material has the form n(у)n0·sсh aу,n (y) n 0 а параметры линзы связаны соотношениемand the lens parameters are related by
Figure 00000124
Figure 00000124
RU2002107028/28A 2002-03-20 2002-03-20 Gradient lens ( variants ) RU2222819C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107028/28A RU2222819C2 (en) 2002-03-20 2002-03-20 Gradient lens ( variants )

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107028/28A RU2222819C2 (en) 2002-03-20 2002-03-20 Gradient lens ( variants )

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002107028A RU2002107028A (en) 2003-12-10
RU2222819C2 true RU2222819C2 (en) 2004-01-27

Family

ID=32090839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002107028/28A RU2222819C2 (en) 2002-03-20 2002-03-20 Gradient lens ( variants )

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2222819C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529775C1 (en) * 2013-05-23 2014-09-27 Владимир Иванович Тарханов Gradient-index lens with aplanatic and telescopic properties

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Оптический журнал, т.66, 1999, №2, с.75-79. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529775C1 (en) * 2013-05-23 2014-09-27 Владимир Иванович Тарханов Gradient-index lens with aplanatic and telescopic properties

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR890005548A (en) Multi-focal birefringent lens system
RU97117463A (en) LENS LENS AND OPTICAL SENSOR DEVICE WITH LENS LENS
CA2166339A1 (en) Refractive Ellipsoid Optical Surface Without Spherical Aberration
JP2004213006A (en) Hybrid achromatic optical lens and its manufacturing method
RU2222819C2 (en) Gradient lens ( variants )
JPH04110817A (en) Scanning optical device
RU2316795C1 (en) Two-lens objective
RU204248U1 (en) LENS
SU1659955A1 (en) 1,5 magnification projection objective
RU2017178C1 (en) Monochromatic lens
RU2328022C2 (en) Objective lens with outrigger entrance pupil
RU2154292C2 (en) Fast lens
RU2002133082A (en) EYEPIECE
RU204540U1 (en) LENS
RU2281537C1 (en) Three-element telephoto lens
JP2727373B2 (en) Finite system large aperture imaging lens
RU2008710C1 (en) Mirror-lens objective for microscope
RU2190245C1 (en) High-speed lens
RU2002107028A (en) Gradient lens (options)
RU2260824C1 (en) Objective
RU2212700C1 (en) Eyepiece with distant pupil
RU2189063C1 (en) High-speed lens
SU1682959A1 (en) Monochromatic objective-collimator
RU2236031C1 (en) Wide-aperture objective for scanning device
KR910009731B1 (en) Highly bright microscope projection optical system associated with concentric spherical lenses

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110321