отчеты по лабораторным работам / отчет к лр №1 синтез двух компонентной оптической системы (опал) 6 сем. кривопустова / лаба 1 6семместр Кривопустова / лаба 1

Санкт-Петербургский Государственный Университет Информационных Технологий Механики и Оптики

Лабораторная работа №1

Синтез двух компонентной оптической системы

Студентка: Шатилова

Ксения Владимировна

Группа: 3222

Преподаватель: Кривопустова

Екатерина Всеволодовна

Цель работы: углубление теоретического материала и приобретение практических навыков определения обобщенных характеристик, принятых в программе «OPAL» и оптических характеристик по ГОСТ 7226 – 76 для 4х типов оптической системы.

Тип системы	Положение предмета	Положение изображения	Изображение системы
Телескопическая 00
Фото 01		Конечное расстояние
Микроскопическая 10	Конечное расстояние
Проекционная 11	Конечное расстояние	Конечное расстояние

Лабораторная работа выполняется на примере телескопической системы Кеплера:

Исходные данные:

Г = -4.6 (видимое увеличение)

D = ? (диаметр входного зрачка)

D' = 4 мм (диаметр выходного зрачка)

2W = 2.5^o (угловое поле в пространстве предмета)

2W' = ? (угловое поле в пространстве изображения)

d₀ = 140 мм (расстояние между главными плоскостями линз Н₁' и Н₂)

Расчеты для системы 01 (первая линза):

Диаметр входного зрачка: D

Г = |D/D'| → D = ГD' = 4.6 * 4 = 18.4 мм

Фокусные расстояния:

Г = -f₁'/ f₂' = -4.6 и d₀ = f₁' + f₂' = 140 → находим задние фокусные расстояния обеих линз: f₁' = 115 мм и f₂' = 25 мм

Задняя апертура: A'₁ = n sinδ' → A'₁ = D/2f₁' = 18.4/(2*115) = 0.078

Радиусы кривизны:

n = 1.5183 (стекло К8)

r₁ = (n-1)f₁' = (1.5183 – 1)*115 = 59.5045 мм

r₂ =

Осевое расстояние между поверхностями линзы: d₁

d₁ = ⅛ D_{обектива}; D_{обектива} = 2(tgW*a_p+m)

m = ½ входного зрачка, в нашем случае D, и a_p = 0 → tgW*a_p = 0

→ D_{обектива} = 2*½D = D (входной зрачок и объектив совпадают)

→ d₁ = ⅛D = 18.4/8 = 2.3 мм

D = 18.4 мм

f₁' = 115 мм

r₁ = 59.5045 мм

r₂ =

d₁ = 2.3 мм

A'₁ = 0.078

Параксиальные характеристики:

f1	f1'	Sf1	Sf1'	Sн1	Sн1'	L1
-115.0000	115.0000	-115.0000	113.4861	0.0000	-1.5149	115.7900
S1 (дптр)	S1' (мм)	SG1' (мм)	V1	Sp1 (мм)	Sp1' (дптр)
0.0000	113.4860	113.4860	-115.0000	0.0000	-8.6956

Расчеты для системы 10 (вторая линза):

Передняя апертура: A₂ = A'₁ = 0.078

Фокусное расстояние: f₂' = 25 мм

Радиусы кривизны:

n = 1.5183 (стекло К8)

r₁ =

r₂ = -(n-1)f₂' = -(1.5183 – 1)*25 = -12.9575 мм

Размер предмета: y' = tgW* f₁' = tg1.25*115 = 2.5093 мм

Осевое расстояние между поверхностями линзы: d₂

d₂ = ⅛D_{окуляра};

D_{окуляра} = 2(tgW'*a'_p+m)

m = ½ D' = 2

a'_p = f₂' + f_об./Г² = 25 – 115/21.16 = 19.56 (z_p^' = f_об./Г²)

Г = tgW'/tgW → tgW' = Г* tgW = 4.6*tg1.25 = 0.1

D_{окуляра} = 2(0.1004*19.56 + 2) = 7.9266

d₂ = ⅛D_{окуляра} = 7.9266/8 = 0.9908 мм

Размер предмета:

y' = tgW* f₁' = tg 1.25 *115 = 2.5 мм

A₂ = 0.078

f₂' = 25 мм

r₁ =

r₂ = -12.9575 мм

d₂ = 0.9908 мм

Параксиальные характеристики:

f2	f2'	Sf2	Sf2'	Sн2	Sн2'	L2
-25.0000	25.0000	-24.3476	25.0000	0.6526	0.0000	0.9900
S2 (мм)	S2' (дптр)	SG2' (дптр)	V2	Sp2 (дптр)	Sp2' (мм)
-24.3476	0.0000	0.0000	0.0400	41.0718	-0.6701

Расчеты для системы 00 (вся система):

Передняя апертура: A = D/2 = 18.4/2 = 9.2 мм

Осевое расстояние между поверхностями линз: d₃

d₃ = Sf₁' - Sf₂ = 113.4861 + 24.3476 = 137.8337 мм

Величина предмета: W = 1.25^o

Конструкционные параметры системы:

r₁ = 59.5045 мм

d₁ = 2.3 мм

r₂ =

d₃ = 137.8337 мм

r₃ =

d₂ = 0.9908 мм

r₄ = -12.9575 мм

Параксиальные характеристики:

f	f'	Sf	Sf'	Sн	Sн'	L
******	******	******	******	******	******	141.12
S (дптр)	S' (дптр)	SG' (дптр)	V	Sp (мм)	Sp' (мм)
0.0000	0.0000	0.0000	-4.6	0.0000	30.4350

Тип сис.	Положение плоскости предмета	Положение плоскости изображения	Связь между обобщенными характеристиками и характеристиками по ГОСТ 7226 - 76
00	дальнее	дальнее	V0 = Г -4.6	A0 = D/2 9.2 мм	A'0 = D'/2 2 мм	Y0 = W 1.25 о	Y'0 = W' 6.3 о
01	дальнее	ближнее	V0 = - f1' -115	A0 = D/2 9.2 мм	A'0 = A' 0.078	Y0 = W 1.25о	Y'0 = y' 2.5 мм
10	ближнее	дальнее	V0 = 1/ f2' 0.04	A0 = А 0.078	A'0 = D'/2 2 мм	Y0 = y 2.5 мм	Y'0 = W' 6.3 о