Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сокольский М.Н. -> "Допуски и качество оптического изображения" -> 58

Допуски и качество оптического изображения - Сокольский М.Н.

Сокольский М.Н. Допуски и качество оптического изображения — Л.: Машиностроение, 1989. — 221 c.
ISBN 5-217-00547-5
Скачать (прямая ссылка): dopuskiikachestvaoptizobrajeniya1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 80 >> Следующая


Рис. 3.8. Проекционный фотолитографический объектив

162- Глава 4

РАСЧЕТ ДОПУСКОВ УГЛОВ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ ПРИЗМ

В практике оптического приборостроения широко используются призмы и призменные системы [10, 23, 28]. С их помощью можно достичь оборачивания изображения, компактности конструкции, а .также отклонить оптическую ось прибора, изменить визирную ось в пространстве предметов, компенсировать поворот изображения, изменить расстояние между осями окуляров в бинокулярных приборах, разделить пучки и т. д.

Характерной особенностью отражающих призм является их соответствие действию плоскопараллельной пластинки, т. е. призма может быть развернута относительно отражающих граней, образуя плоскопараллельную пластинку со входной и выходной гранями, совпадающими со входной и выходной гранями призмы. Вследствие отклонений углов в меридиональном сечении призмы эквивалентная пластинка не является плоскопараллельной, а имеет малый угол клина 0. Возможны и другие отклонения, такие как пирамидальность призмы и отклонения угла крыши.

Отклонения углов призмы изменяют направление пучка лучей и вызывают появление аберраций в оптической системе, что приводит к ухудшению качества изображения. Определим допуски углов призм, т. е. наибольшие значения отклонений углов от номинального или предельные отклонения.

4.1. РАСЧЕТ ДОПУСКОВ УГЛОВ В МЕРИДИОНАЛЬНОМ СЕЧЕНИИ ПРИЗМЫ

Отклонения углов в меридиональном сечении призмы приводят к тому, что действие призмы становится эквивалентным действию плоскопараллельной пластинки, одного или нескольких плоских зеркал (по числу отражающих поверхностей призмы) и клина с малым преломляющим углом 0. Установим связь отклонений углов призмы с клиновидностью ее развертки и углом отклонения луча а, оценим влияние клиновидности на качество изображения и определим допуски углов в меридиональном сечении призмы.

164- Связь отклонений углов призмы с клиновид-ностью развертки 0 и углом отклонения луча ст.

Указанную связь рассмотрим для наиболее широко распространенных отражательных призм.

Угол отклонения луча а клином с углом 6 (рис. 4.1) определяется выражением

O = е

п ¦

COS E

1

0

У«2 — sin2 е

1)0

пг — 1 2 п

COS є

0 tg2 є,

1 Si

(4.1)

Рис. 4.1. Угол отклонения луча кли-

где п — показатель преломления материала клина; є — угол падения луча на поверхность; е' — угол преломления луча.

При малых углах падения луча є выражение (4.1) приводится к известной формуле

в = 0 (я - 1). (4.2)

Клиновидность 0 развертки призмы в плоскопараллельную пластинку определяется отклонениями углов призмы в меридиональном сечении и зависит от типа призмы [10, 65, 66]. Прямоугольная призма с одним отражением, например АР-90° (рис. 4.2, а), имеет: Cx1 = а2 = 45°; ? = 90°.

При равенстве углов CC1 = а2, отклонении угла ?, равном A?, призма развертывается в плоскопараллельную пластинку (0 = = 0). Тогда угол отклонения луча о = A? и его можно компенсировать наклоном призмы на угол A?/2. При A? = 0 и Cx1 Ф а2

Рис. 4.2. Типовые призмы

165- угол падения луча на выходную грань призмы равен Aa1 — Aa2 и в соответствии с законом преломления а = —я (Acc1 — Acc2) = = —я (а2—Oc1). Развертка призмы представляет собой клин с углом 0 = a2 — а1 = 045о, вызывающий отклонение луча на а = п046°.

Для прямоугольной призмы с двумя отражениями, например БР-180° (рис. 4.2, б), условием развертки призмы в плоскопараллельную пластинку является ? = 90°. Угол падения луча на выходную грань призмы равен е = Aa1 + Aa2 — A?. Поскольку A? = — (Aa1 -f Aa2), находим: о = — 2nA?; 0 = A? = 09Оо. Таким образом, в призме БР-180° клиновидность и угол отклонения луча определяются только отклонением прямого угла 09Оо.

Ход луча в призме Дове (AP-O) показан на рис. 4.2, в. Углы ai — a2 = 45°, ? = 90°. Угол падения на входную грань є = = 45°. Клиновидность развертки определяется только разностью углов ах — а2 и 0 = O1 — а2 = 045°. Угол отклонения луча из (4.1) равен

Пентапризма (БП-90°) имеет следующие значения углов (рис. 4.2, г); ? = 90°, у = 45°; ax = а2 = 112 °30'. Условием развертки в плоскопараллельную пластинку является: 2у —• ? = 0. Угол падения на выходную грань є = 2? —у. Отклонения углов призмы вызывают отклонение луча и клиновидность, определяемые следующими соотношениями:

где A?, Ay —отклонения углов.

Условием развертки призмы-ромб (БС-0) в плоскопараллельную пластинку является параллельность преломляющих и отражающих граней, т. е. Л С и BD, AB || CD (рис. 4.2, д). Углы ax = = а2 = 45°, а4 = а3 = 135°. Отклонения углов при сохранении условия параллельности граней вызывает изменение длины хода луча и параллельное смещение пучка лучей. Обозначим через 0пр угол между преломляющими поверхностями, а через 0отр — угол между отражающими поверхностями. Суммарные значения угла отклонения и клиновидности равны

Призма Шмидта (ВР-45°) характеризуется следующими значениями углов: = а2 = 67° 30', ? = 45° (рис. 4.2, ё). Условием развертки в плоскопараллельную пластинку является равенство аг = а2. Погрешность угла A? при аг — а2 не вызывает клиновидности развертки, но отклоняет луч от угла 45° на A?. Разность углов — а2 = 0б7°зс вызывает клиновидность и отклонение луча, равные 0 = 0б7°зо-; а = я0б7°зо-.
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 80 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed