Задача № 2

Исходные данные в табл. 2; иллюстрация на рис. 2

Для контроля качества двояковыпуклой линзы со световым диаметром D_л и толщиной d_л применяется интерферометр, схема которого дана на рис. 2. Радиусы кривизны сферических поверхностей контролируемой линзы: r_А и r_Б Линза изготовлена из стекла с показателем преломления n_л.

Источник в интерферометре – He-Ne лазер, излучающий на длине волны  =0,6328 мкм.

В качестве компенсатора аберраций преломляющей поверхности Б используется отрицательная менисковая линза со световым диаметром D_к = 100 мм, изготовленная из стекла К8 или ТФ5, показатели преломления которых на указанной длине волны n_к = 1,51466 и n_к = 1,7497. Внутри компенсатора параксиальные лучи идут параллельно оптической оси.

Эталонным элементом интерферометра служит плоское зеркало, т.е. интерферометр работает по схеме интерферометра Тваймана – Грина.

Световые лучи падают на поверхность А по нормалям.

Рассчитать параметры и характеристики компенсационной системы в следующей последовательности:

1) для крайнего луча, идущего в сторону компенсатора, вычислить первую сумму Зейделя S_Iл , продольную аберрацию Δs’_л, задний апертурный угол ’, а также расстояние s’_ол от поверхности Б контролируемой линзы до точки схода параксиальных лучей;

2) исходя из условия технологичности компенсатора, назначить его толщину d_кпо оси;

3) по формуле вычислить значение линейного увеличения компенсатора с учетом условия компенсации сферической аберрации третьего порядка при использовании каждого из указанных стекол;

4) вычислить радиусы кривизны r₁ и r₂ компенсатора для каждого из указанных стекол;

5) с учетом светового диаметра вычислить удаление s компенсатора относительно заднего фокуса F ’объектива интерферометра для каждого из указанных стекол;

5) вычислить толщину d_в воздушного промежутка между поверхностью Б контролируемой линзы и компенсатором для каждого из указанных стекол;

6) для каждого из указанных стекол вычислить остаточные аберрации компенсационной системы (для пяти лучей) в ходе лучей из центра кривизны поверхности А, затем оптимизировать аберрации компенсационной системы путем изменения толщины компенсатора (подбор оптимальной толщины компенсатора проводить с шагом не менее 0,1 мм;

7) для каждого из указанных стекол по программе расчета хода лучей вычислить остаточные волновые аберрации в автоколлимационном ходе лучей при отражении от поверхности А, помещая входной зрачок в плоскость, проходящую через крайнюю точку поверхности А.

Примечание: остаточные волновые аберрации выполнять с помощью компьютерной программы для расчета реальных лучей через оптическую систему.

Начертить две схемы, содержащие компенсатор и контролируемую линзу (в масштабе) с ходом лучей и сводкой конструктивных параметров.

Сделать вывод о том, какое из стекол предпочтительнее для компенсатора при контроле качества линзы в целом.

Оценить инструментальную погрешность интерферометра, вызванную остаточными аберрациями компенсационной системы.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1. Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем. Учебник для студентов приборостроительных специальностей вузов.- М.: Машиностроение, 1992. - 448 с.: ил.

2. Креопалова Г.В., Лазарева Н.Л., Пуряев Д.Т. Оптические измерения: Учебник для вузов по специальностям “Оптико-электронные приборы” и “Технология оптического приборостроения” / Под общ. ред. Д.Т. Пуряева.- М.: Машиностроение, 1987. - 264 с.: ил.

3. Лазарева Н.Л. Пояснения к выполнению домашнего задания на тему «Компенсационный метод контроля качества крупногабаритных линз с выпуклыми поверхностями»

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Форма титульного листа

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана _________________________________________________ Факультет Радиоэлектроники и лазерной техники Кафедра “Оптико-электронные приборы научных исследований” (РЛ3) Домашнее задание №2 по дисциплине “Исследование и контроль оптических систем” на тему «Компенсационный метод контроля крупногабаритных линз» Номера задач 1 2 Номера вариантов Студент гр. _______________________ (фамилия, и., о.) Преподаватель Лазарева Н.Л. (фамилия, и., о.) “Сдано”: __________ ___________________ ( дата) (подпись преподавателя) “Зачтено”: __________ ___________________ (баллы, дата) (подпись преподавателя) Штрафные баллы 201_ г.

ПРИЛОЖЕНИЕ В