SU1048346A1 - Способ определени оптических характеристик длиннофокусных объективов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛИННОФОКУСНЫХ ОБЪЕКТИВОВ, включающий формирование пучка точечного, кольцевого и круглого сечени  с тест-объектом и без него в фокусе коллиматора, просвечивание объекта, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей измерени  характеристик длиннофокусных объективов за счет определени  различных сечений каустической поверхности, сферической и других аберраций дл  пучка, после прохождени  объектива обеспечивают многократное отражение пучка .между двум  параллельными поверхност ми, регистрируют на фотопластинке полученное распределение почернений .в виде концентрических зон, колец, точек ступенчато измен ющейс  к оптической оси интенсивности, фотометрируют и определ ют фокусное рассто ние по формуле гдеР(Г) -фокусное рассто ние; (Л f-азимутальна  координата круглого пучка, кольца, точки; {) рассто ние между зеркалами; и-рассто ние между двум  соседними кольцами или точками, а также ширина кольца равной интенсивности круглого пучка. 4 00 со о

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при определении оптических характеристик (фокусного рассто ни , аберраций, формы каустической поверхности) длиннофокусных объективов , например газовых линз.

Известны способы определени  оптических характеристик газовых линз с помощью теневых приборов.

Известен способ расфокусированной диафрагмы , позвол ющий измерить угол отклонени  светового пучка путем замера смещени  теней диафрагмы 1.

Недостатками этого способа  вл ютс  трудоемкость определени  оптических характеристик и необходимость в течение длительного времени, требующегос  дл  проведени  измерений, поддерживать неизменными с высокой точностью термогидродинамические параметры течени  газа в линзе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ опре делени  оптических характеристик длиннофокусных объективов с помощью встречных труб.

Способ заключаетс  в следующем. Пучок света из коллиматора, выставленного на бесконечность, направл ют на зрительную трубу и изображение биссектора коллиматора наблюдают в бесконечности. Между коллиматором и зрительной трубой помещают газовую линзу и дл  наблюдени  биссектора коллиматора, который находитс  в фокальной плоскости газовой линзы, перефокусируют зрительную трубу. По величине перефокусировки зрительной трубы и ее фокусному рассто нию определ ют фокус газовой линзы 2.

Недостатки способа заключаютс  в ограниченности информации о газовой линзе: он позвол ет определить только фокусное рассто ние ее. Определить же сечение каустической поверхности и те зоны линзы, которые внос т наибольшие аберрации в пучок этим способом невозможно.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей измерени  характеристик длиннофокусных объективов за счет определени  не только фокусного рассто ни , но и различных сечений каустической поверхности, сферической и других аберраций.

Цель достигаетс  тем, что формируют пучок точечного, кольцевого или круглого сечени  с тест-объектом или без него в фокусе коллиматора, просвечивают объект, затем пучок направл ют в систему двух зеркал, по крайней мере, первое из которых полупрозрачное, регистрируют на фотопластинке полученное распределение почернений в виде концентрических зон, колец, точек ступенчато измен ющейс  к оптической оси

интенсивности, фотометрируют и определ ют фокусное р.ассто ние по формуле

F(r) (О

где F(r) - фокусное рассто ние газовой

линзы,

Г-азимутальна  координата круглого пучка, кольца, точки; Ь - рассто ние между зеркалами; fj -рассто ние между соседними кольцами или точками, а также щирина кольца равной интенсивности круглого пучка.

На фиг. 1, 2 и 3 приведены оптические схемы реализации способа; на фиг. 4, 5 и б -фотографии результатов измерений.

Пример 1. Оптическа  схема реализации способа приведена на фиг. 1. Коллиматор 1 посылает на газовую линзу 2 параллельный пучок. Деформированна  линзой волна попадает в систему из двух полупрозрачных зеркал 3 и 4, за которыми расположена фотопластинка 5. Направление движени  лучей показано стрелками 6. На фотопластинке фиксируетс  несколько сечений каустики , вз тых на удвоенном рассто нии зеркал друг от друга.

Принцип работы оптической системы дл  таких измерений следующий. Параллельный пучок света после фокусировки газовой линзой направл етс  в пространство между зеркалами и на каждом проходе часть сход щегос  пучка попадает на фотопластинку, расположенную вне этого пространства. На выходе за зеркалом наблюдаетс  картина, состо ща  из кольцевых зон возрастающей к центру интенсивности. На фиг. 4 приведена фотографи  этих .кольцевых зон. Определ   фотометрированием линейные размеры кольцевых зон, находим фокусное рассто ние по формуле

F(r) ,

гдеР(г)-искомое фокусное рассто ние; г - радиус пучка;

t - рассто ние между зеркалами; t) - щирина кольца равной интенсивности .

Границы между двум  соседними кольцами на фиг. 4  вл ютс  сечени ми каустики. Эти сечени  , количество которых может быть увеличено за счет изменени  рассто ни  между зеркалами, позвол ют построить каустическую поверхность линзы.

Количество необходимых сечений может быть ограниченовведением фильтра переменной плотности перед системой зеркал.

Пример 2. За основу вз та оптическа  схема, котора  показана на фиг. 2.

Схема содержит коллиматор 1, газовую линзу 2, зеркала 3 и 4, фотопластинку 5, ход лучей 6. Дополнительным элементо.м  вл етс  диафрагма 7, выполненна  в виде кольцевой щели. При ее установке на фотопластинке получаетс  система светлых колец, образующихс  при многократных отражени х светового пучка (фиг. 5). Форма колец отражает поведение пучка, прошедшего линзу на выбранном рассто нии от ее оси. Фотометриру  распределение интенсивности на фиг. 5 по выбранному направлению, измер ют рассто ни  и по формуле (1) наход т фокусное рассто ние дл  данной зоны линзы. Име  данные по фокусным рассто ни м дл  колец различного диаметра, определ ют сферическую аберрацию и форму каустической поверхности. Пример 3. Оптическа  схема измерений приведена на фиг. 3, содержаща  газовый лазер 1, диафрагму 2, газовую линзу 3, систему зеркал 4 и 5, фотопластинку 6. Посыла  от лазера луч на определенной координате в газовую линзу, получают на фотопластинке систему точек (фиг. 6), рассто ние между которыми определ етс  фокусным рассто нием газовой линзы. Направл   луч в линзу параллельно ее геометрической оси и измен   координату запуска луча, получают зависимость фокусного рассто ни  от координаты, включающую полную информацию об аберраци х линзы. Предлагаемый способ позвол ет применительно к длиннофокусным объективам получить больщее количество характеристик (сечени  каустической поверхности и аберрации ). В отличие от способа встречных труб он применим и дл  линз с большими аберраци ми, не позвол ющими получение изображени  тест-объекта в поле зрительной трубы. Способ менее трудоемок в работе. Например, при определении фокусного рассто ни  газовой линзы теневым методом приходитс  в течение нескольких часов произвести сотни замеров. При этом из-за длительности процесса измерени , нестабильности характеристик газового потока, а также возможных изменений внешних условий (температура в помещении, влажность, движение воздуха) точность измерений не может быть высокой. Предлагаемый способ позвол ет получить ту же информацию за одно измерение и с большей точностью.

Claims (1)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛИННОФОКУСНЫХ ОБЪЕКТИВОВ, включающий формирование пучка точечного, кольцевого и круглого сечения с тест-объектом и без него в фокусе коллиматора, просвечивание объекта, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей измерения характеристик длиннофокусных объективов за счет определения различных сечений каустической поверхности, сферической и других аберраций для пучка, после прохождения объектива обеспечивают многократное отражение пучка между двумя параллельными поверхностями, регистрируют на фотопластинке полученное распределение почернений .в виде концентрических зон, колец, точек ступенчато изменяющейся к оптической оси интенсивности, фотометрируют и определяют фокусное расстояние по формуле гдеЕ(Г) —фокусное расстояние;

   р—азимутальная координата круглого пучка, кольца, точки;

   Ь расстояние между зеркалами;

   Ή ~ расстояние между двумя соседними кольцами или точками, а также ширина кольца равной интенсивности круглого пучка.

   SU „„ 1048346

   10483'46