Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Джеррард А. -> "Введение в матричную оптику" -> 90

Введение в матричную оптику - Джеррард А.

Джеррард А., Бёрч Дж.М. Введение в матричную оптику — М.: Мир, 1978. — 341 c.
Скачать (прямая ссылка): vvedenievmatrichnuu1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 84 85 86 87 88 89 < 90 > 91 92 93 94 95 96 .. 106 >> Следующая

5.3. Определение полевых диафрагм
Для того чтобы определить, какая из опорных плоскостей выполняет функции полевой диафрагмы, рассмотрим главный луч, проходящий через центр входного зрачка под максимально возможным углом зрения V. Запишем параметры этого луча в виде еще одной строки табл. 1.1:
Опорная плоскость ОП, ОП, ОП, ОП.
г h 00 0,0325 0,0227 0,002
макси) {Lxl)i (апертурная диафрагма) 0,11—10rf (ой, если d •** 0,011)
Если не учитывать влияние положения глаза наблюдателя в плоскости ОП6, то мы видим, что в данном случае именно оправа окуляра в ОП4, а не диафрагма в фокальной плоскости ОП3 должна рассматриваться как полевая диафрагма.
Входной люк системы находится на расстоянии F\ = = —(Li2/Lh)4 =+1,1 м слева от объектива, расположенного в ОПь Его радиус составляет |/4/(Z-ц)41 = 0,025 м (т. е. диаметр равен 5 см). Поскольку роль полевой диафрагмы играет оправа последней линзы системы, то она же является и выходным люком, поэтому нет необходимости проводить еще какие-либо расчеты.
Апертурные свойства центрированной системы линз
285
(Заметим, что когда оправа линзы играет роль диафрагмы, то при расчете вносимого ею затенения вместо двух опорных плоскостей можно обойтись одной из них. Матрица промежутка между линзами такова, что она оставляет неизменными элементы L\\ и Lu-)
5.4. Определение поля зрения прибора
Поскольку входной люк, к сожалению, не совпадает с плоскостью предмета, расположенной в бесконечности, следует ожидать появления эффектов виньетирования. Так же как и в п. 4.1, проецируя входной люк на плоскость предмета, получаем угловой размер поля зрения, соответствующий конусу главных лучей. Значение этого углового размера равно
0,0025
(1, 1)(0, 1) ^ °.°227 Рад
h
(El-F1)(Ln)f
[полученное значение занесено в приведенную выше таблицу (см. колонку ОП4) для V макс (,•)]. (Здесь f — 4.)
Чтобы определить влияние виньетирования, построим (Ф,ц)-диаграмму. Для каждой k-и диафрагмы граничные линии, соответствующие полю предмета на бесконечности, определяются следующим уравнением:
Ф [(?-ll)fc(?-12)s (^12)* (?ll)s] + Tl^s(?'ll)fc = ± Jk (?ll)s-
Поскольку для рассматриваемого прибора s = 1 — апертурная диафрагма расположена перед ним, — мы можем сразу же положить (Lii)s = 1 и (jLi2)s = 0. В результате получаем простое уравнение /
Ф [— (^12)*] + цЬ (Luh =* ± Jk-
Это означает, что одна из граничных линий соединяет точку [ф = 0, г] = Jh/Js(Lu)h] с точкой [ф = —/ft/(Li2)ft, л = 0], а другая проходит параллельно ей на таком же расстоянии, но с другой стороны от начала координат.
Следует заметить, что, помимо деления на нормировочный множитель г/макс («) = J„ мы уже вычислили для каждой диафрагмы все необходимые для построения отрезков данные. Отрезки на оси ф перечислены в п. 5.3, а данные, полученные в п. 5.2, после деления на Js = 0,015 и расстановки знаков определяют отрезки на оси тр
Опорная плоскость ОП, ОП, ОП4 ОП«
Отрезки вдоль оси т) 1 оо —1,667 —1,333
286
Приложение I
Далее, пользуясь этими значениями для отрезков, мы строим (Ф* л) -диаграммы, как показано на фиг. П.9. На средней диаграмме, которой по предположению соответствует правильное положение глаза наблюдателя перед выходным зрачком, основное действие окуляра, ограничивающее поле зрения, изображается параллелограммом. Лишь самые вершины этого параллелограмма отсекаются линиями ф = ±0,0325, которые представляют действие диафрагмы, расположенной в фокальной плоскости. Для визуальных наблюдений это кеплеровское устройство крайне неудовлетворительно, поскольку свободной от виньетирования остается лишь небольшая центральная область поля зрения. Именно по этой причине все астрономические окуляры оборудованы полевой линзой, которая помогает перенести изображение апертурной диафрагмы в приосевую область окулярной линзы. (Ситуация совершенно меняется, когда телескоп используется в перевернутом виде в качестве расширителя луча маломощного лазера. Такое устройство могло бы с успехом применяться с предельно малой диафрагмой в фокальной плоскости, работающей, как фильтр пространственных частот.)
Либо из диаграммы, либо путем вычисления значений ф для подходящих точек пересечения получаются следующие угловые радиусы для поля предмета на бесконечности:
Радиус, рад Угловой диаметр, град
Поле полной освещенности 0,0091 1,04
Поле зрения для главных лучей 0,0227 2,60
Полное поле 0,0325 3,72
Поскольку система работает как телескоп X Ю, то углы, стягиваемые полями зрения в пространстве изображений, будут в десять раз больше. Однако для лучей, распространяющихся под углом 0,2 рад к оси, параксиальное приближение становится неточным. Можно ожидать, что расхождения между действительными и номинальными значениями будут составлять 1 или 2%, если окуляр не был изготовлен по ортоскопической схеме.
5.5. Влияние положения глаза наблюдателя
На левой диаграмме фиг. П.9 двумя дополнительными граничными линиями иллюстрируется влияние смещения глаза наблюдателя от нормального положения на 5 мм ближе к окуляру. [Для d = 0,006 граничная линия пересекается с осью ф в точке
Предыдущая << 1 .. 84 85 86 87 88 89 < 90 > 91 92 93 94 95 96 .. 106 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed