Лекции прикладная оптика / Lec11_2015

Допуски на диаметры линз

В склеенной линзе центрирующей является линза с большей толщиной по краю. Для линз с особо точной центрировкой допускается расточка оправы по диаметру линзы. Для температурной компенсации требуется обеспечить определенный зазор, величина которого оговаривается в чертеже на оправу: «Зазор от и до b мм».

Если линзы перед сборкой лакируются, то до покрытия эмалью линзы изготовляются с посадкой X вместо Д и

посадкой Л вместо X и на чертеже линзы указывается, например, 40 Х после покрытия .

D до покрытия

Линзы с повышенной точностью центрировки, закрепляемые закаткой (завальцовкой) и центрируемые в оправах по блику пли при помощи автоколлимационной трубки, могут изготовляться с посадкой. ХЗ или Л4. Получающийся при этом зазор позволяет центрировать линзу. Аналогичные посадки применяются для линз объективов микроскопов и для фотообъективов.

При автоколлимационной центрировке линз, когда окончательная обработка посадочных мест оправы производится после закрепления их в оправе специального патрона, позволяющей смещение и поворот блока до получения центрировки поверхностей, диаметры линз могут выдерживаться по посадке Сз или Х3. Еще грубее могут быть допуски на линзы, которые крепятся в оправах клеем и центрируются при склейке.

При выборе допусков на нормируемые элементы линз по таблице (см. приложение 3) необходимо знать следующее:

для поверхностей склейки значения N, N и С удваиваются, а требования к чистоте полированной поверхности Р повышаются на один класс;

выбор параметра шероховатости поверхности Р производится в зависимости не только от функционального назначения оптической детали, но и от площади обрабатываемой поверхности и может быть уточнен по табл. 8:

Таблица 8

*Для P=0 указывают увеличение, при котором деталь будет рассматриваться в приборе.

параметр шероховатости поверхности снижается после нанесения покрытия, следовательно, требование к Р на поверхности под покрытие следует повысить;

децентрировка линз зависит от фокусного расстояния объектива (табл. 9):

Таблица 9

допустимое значение децентрировки с в различных оптических схемах задают в угловой мере ; в чертежах децентрировку указывают в линейной мере, за исключением плоских деталей, линейное значение децентрировки (в мм) рассчитывают по формуле c R .

При выборе допусков на нормируемые элементы плоских деталей надо иметь в виду ряд специфических особенностей. Для призм, клиньев и пластин значения N и N даны для преломляющих поверхностей; для отражающих поверхностей N и N уменьшаются в три-пять раз; для поверхности склейки N и N удваиваются, требования к Р повышаются на один класс.

Для зеркал значения N и N даны для отражающей поверхности. Для клиньев, пластин и зеркал наименьшую толщину детали по оси выбирают в зависимости от допуска на N по табл. 10:

Таблица 10

Примечание: D – диаметр или диагональ оптической детали.

В соответствии с ГОСТ 2.412-81 имеются допуски, которые указывают непосредственно на поле чертежа оптической детали рядом с соответствующим размером. К ним относятся:

допуск на наружный диаметр линзы (D); в оптическом приборостроении действует отраслевой стандарт ОСТ 3- 2124-81;

допуск на толщину оптической детали по оси ( d); ряд допусков на толщину линзы по оси установлен отраслевым стандартом ОСТ 3-490-71; для линз точных оптических систем допуск на толщину определяется при

аберрационном расчете и округляется до ближайшего значения по стандарту.

Недостающие технические требования к изготовлению оптической детали помещают под таблицей. К ним относятся особые требования к стеклу, вид покрытия рабочих и нерабочих поверхностей детали, размеры для справок и др. Образец выполнения указанных надписей представлен в ГОСТ 2.412-81.

ПРИЗМЫ

ПРИЗМЫ ОПТИЧЕСКИЕ – призмы из материалов, прозрачных для оптического излучения в некотором интервале частот. Они могут быть и не призмами в строго геометрическом смысле.

Призма содержит плоские преломляющие и отражающие поверхности (грани), которые образуют между собой двугранные углы.

Оптические призмы подразделяются на три обширных и резко различающихся по назначению класса:

отражательные призмы;

поляризационные призмы;

спектральные призмы (или дисперсионные).

ОТРАЖАТЕЛЬНЫЕ ПРИЗМЫ, одна из групп оптических призм; характеризуются том, что вошедшее в призму оптическое излучение (свет) испытывает внутри нее отражение от одной или последовательно от нескольких, ограничивающих еѐ плоских полированных поверхностей (граней).

Как и многие другие оптические призмы, отражательные призмы часто не являются призмами в строго геометрическом смысле. От спектральных призм отражательные призмы отличаются тем, что пространственно не разделяют проходящее излучение по его частотам (т. е. не вызывают дисперсии света), от поляризационных призм - отсутствием двойного лучепреломления (отражательные призмы изготовляются большей частью из оптически изотропных материалов).

Назначение отражательных призм:

преобразование перевернутого изображения в прямое;

придание оптическому прибору компактной, сжатой конструкции;

для разделения одного пучка на две части или, наоборот, для соединения двух пучков (призмы с отражающими гранями);

устранение поворота изображения (призма Довэ);

изменение расстояния между осями двух окуляров в бинокулярных приборах) и др.

ОТРАЖАТЕЛЬНЫЕ ПРИЗМЫ

В отражательной призме могут быть использованы отражающие грани без зеркального покрытия, если углы падения лучей на эти грани будут больше угла полного внутреннего отражения m , определяемого по формуле

sin m n' / n .

Например, для призмы, выполненной из стекла марки К8, угол m равен 41° 12' (для пе). Предельное значение угла

падения 1 луча на входную грань призмы при условии

полного внутреннего отражения от последующей грани находят из условия

sin 1 nsin '1 nsin( m ) ,

где п - показатель преломления материала призмы; θ - преломляющий угол.

Полное внутреннее отражение от грани призмы

В отражательных призмах угол падения луча на входную грань равен углу преломления того же луча на выходной грани ( 1 и '2 ).

Действие отражательных призм аналогично действию зеркал, однако применение призм в ряде случаев является более предпочтительным, так как, во-первых, обеспечивается конструктивная нерасстраиваемость системы вследствие постоянства углов между отражающими гранями и, во-вторых, при полном внутреннем отражении от граней призм отсутствуют световые потери на этих гранях.

ОТРАЖАТЕЛЬНЫЕ ПРИЗМЫ

Призмы бывают с одной или несколькими отражающими гранями, простые и составные, состоящие из нескольких одиночных призм. При нечетном числе отражающих граней призмы образуется зеркальное изображение предмета, а при четном числе - прямое изображение. Указанное правило справедливо при отражении лучей в одной плоскости. Для получения прямого изображения при нечетном числе отражающих граней одну из них заменяют двумя гранями, образующими между собой прямой двугранный угол в виде «крыши».

Призмы обозначают двумя прописными буквами русского алфавита и числом, указывающим угол отклонения

Составные призмы обозначают прописной буквой, характеризующей ее название (А - призма Аббе, П - Пехана, Б - башмачная призма), и числом, указывающим угол отклонения луча в градусах.

Отражательные призмы характеризуются коэффициентом призмы c d / D ,

где d - длина хода осевого луча в призме; D - диаметр пучка лучей, проходящих через призму

Призма прямоугольная АР-90о

Призма прямоугольная АР-90° Применяется для поворота оптической системы на 90° и разворота

изображения на 180° в одной плоскости. При нанесении на гипотенузу призмы светоделительного покрытия служит для разделения пучка лучей на две части.

Основные конструктивные параметры призмы: размеры А (мм), В (мм), H (мм), 90 + α (угл. сек), δ = 45°, П - пирамидальность (угл. сек).

В призме АР-90° угол отклонения осевого луча 90o , углы 45o . Коэффициент призмы с равен 1.

Призма АР-90° образует зеркальное изображение предмета (одна отражающая грань).

Призма АкР90° представляет собой равнобедренную призму АР-90°, у которой гипотенузная отражающая грань заменена двумя гранями с углом между ними, равным 90°. Углы = =45° и γ=70°32', коэффициент призмы с =1,732.

Призма прямоугольная с крышей АкР-90° Прямоугольная призма с крышей применяется для разворота изображения

на 180° в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях и излома оси на 90°.

Призма Дове АР-0°

Призма Дове АР-0°

Призма Дове является оптическим элементом с одной отражающей гранью.

Применяется как компенсационная призма для поворота изображения вокруг оси прибора. Угол поворота изображения в два раза больше угла поворота призмы.

Основные конструктивные параметры призмы: габаритные размеры, разность углов 45°±α

Триппель-призма (ретрорефлектор, триэдр)

Рис. 126 Триппель-призма

Материал: К8, кварцевое стекло. Параллельность входящего и выходящего лучей ≥ 10''.

A = 15 - 50 B = 15 - 50 N = 0,5

ΔN = 0,2