авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 16 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ ...»

-- [ Страница 3 ] --
дK= ДействительноI= до момента наложения опорной волныI= одинаковые элементы имеют= идентичные дифракционные картиныI= которые возможно рассчитать заранееI= исходя из= заданных параметров синтезаI= и накладывать на плоскость голограммы по типу штампаK= В= связи с этим метод получил название метода штамповкиK= Основными типовыми элементами будут являться отрезки разных длинK= Дифракционную картину отрезка можно представить как сумму картин точекI= = RP= = расположенных на расстоянии периода дискретизации плоскости голограммыK= Расчеты= можно ускоритьI=разделив дифракционную картину отрезка на две зоныK= Однако здесь появляются новые проблемыI= связанные с темI= что дифракционные= картиныI=синтезированные компьютерным путемI=имеют определенные отличия от реальных= картинK= В частностиI= интенсивность восстановленных с них изображений определяется= видностью структуры голограммыI=котораяI=в свою очередьI=является многопараметрической= функций и не может быть определена теоретическиK= В связи с этим появляется= необходимость искусственного приведения дифракционной картины отрезка к неким= значениям относительной комплексной амплитудыK= Такие значения были названы= коэффициентами нормализацииK= Проблема поиска коэффициентов нормализации была решена с помощью написания= специального алгоритма поиска значенийI= основанного на методе половинного деленияK= Такой экспериментальный способ поиска естественным образом учитывает все возможные= нюансыK= С помощью разработанного алгоритма можно легко рассчитать зависимость= коэффициентов от длины отрезка при заданных параметрах записи голограммыK= Рассчитанная зависимость может быть сохранена в виде таблицы для дальнейшего= использованияK= В случае изменения основных параметровI= изменившиеся коэффициенты= можно рассчитать аналогичным образомK=Кроме тогоI=алгоритм можно модифицировать для= расчета коэффициентов нормализации другихI=более сложныхI=чем отрезокI=элементовK= В то же время данный алгоритм имеет свои недостаткиK= Основным из них является= необходимость каждый раз заново рассчитывать таблицу коэффициентов в случае изменения= параметров записи голограммыK= Поэтому также был исследован характер зависимости= значений коэффициентов нормализации отрезка от его длиныI= при изменении основных= параметров записи голограммыI= к которым относятсяW= длина используемой волныI= диаметр= точки= –= наименьшего элемента объектаI= расстояние от объекта до голограммы и угол= падения опорной волныK= По итогам работы был определен характер зависимости значений коэффициентов от= параметров записиK= Исходя из имеющихся результатов появляется теоретическая= возможность создания универсального метода определения коэффициентов нормализации= исходя из параметров записи голограммыK= = = УДК=SOMKO= ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПРОДУКЦИИ МЕТОДОМ ИК-СПЕКТРОМЕТРИИ В.Т. УразгалиевI А.А. Горбенко Научный руководитель – к.т.н.I доцент В.А. Трофимов Анализ уровня развития техники в области идентификации пищевых продуктов= показываетI= что в настоящее время отсутствуют отечественные технические средстваI= обеспечивающие решение рассматриваемой задачиK= Известные технические средстваI= теоретические методы и практические методики анализа ориентированы на применение их в= химической промышленности и направлены на управление производственными процессамиK= Анализ методов идентификации пищевой продукции показываетI= что наиболее= перспективными экологически безопасными для экспрессного определения широкого= диапазона показателей качества пищевых и сельскохозяйственных продуктов являются= методы ИК-спектрометрииK= Примером тому может служить организация контроля в странах с высоким уровнем= развития агропромышленного производстваI= где для контроля качества продовольственного= сырья и продуктов питания активно используются методыI= основанные на использовании= ИК-анализаторовK= = R4= = ИзвестноI=что диффузная отражательная спектроскопия в ближней ИК-области спектра= является удобным физическим методом исследованияI= позволяющим определить основные= показатели в продуктах сложного химического строенияK= При этомI= слабая абсорбция в= ближней ИК-области и использование диффузного отражения от анализируемой пробы= делает возможным прямой анализ продуктаI= что практически исключает сложную= пробоподготовку и существенно увеличивает измеряемые концентрацииK= ИК-анализ сводится к регистрации спектров отражения образцов и их исследованиюI= которое заключается в установлении корреляции между измеренными спектрами и= значениями параметров образцовI= полученных стандартными референтными методамиK= Результаты измерений служат основой для последующей интерпретации данных ИК-анализаK= МетодыI= использующие ИК-анализаторыI= предназначены для быстрого определения= основных параметров зерна и продуктов его переработкиW= содержания белкаI= влагиI= крахмалаI=сахаровI=жираI=клетчаткиI=зольностиI=количества клейковины и других показателейK= В настоящем сообщении рассматривается возможность расширения функциональной= возможности метода ИК-спектроскопии для идентификации пород древисиныI= что является= одной из важнейших задач таможенного контроля регистрируемой продукцииK= = = УДК=RPRKPNT= = ПАРАМЕТРЫ ОДНОЛИНЗОВОГО АПЛАНАТА В ВИДИМОЙ И В ИК ОБЛАСТИ СПЕКТРА Г.Я. БодровI Е.В. Макарова Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.А. Зверев = Вариант композиции оптической системыI= сложность ее конструкции и качество= образованного изображения определяются назначением оптической системыK= Для= оптимального построения оптической системы необходимо изучение элементной базыI= которую составляют радиусы кривизны поверхностейI= расстояния между нимиI= показатели= преломления разделяемых ими средI=форма поверхностейI=а также их сочетанияK В простейшем случае оптическая система объектива зрительной трубы состоит из= одной бесконечно тонкой линзы в воздухеK= Тонкой линзой будем называть линзуI= толщина= которой не является коррекционным параметром и может быть принята равной нулюK= Получены соотношенияI= определяющие первичную сферическую аберрацию и= первичную кому изображения бесконечно удаленного предметаI= образованного тонкой= линзойK= ПоказаноI= чтоI= совместив входной зрачок с линзойI= прогибом ее можно устранить= комуK= Получено выражениеI= определяющее угол прогиба линзыK= Тонкая линза не имеет= параметров для компенсации сферической аберрации изображенияK= ОднакоI= если считать= смещение плоскости установки изображения коррекционным параметромI= то можно= получить волновую аберрацию для крайнего лучаI= равной нулюK= При этом размах= (экстремальное значениеF=остаточной волновой аберрации для зонального луча определяется= диафрагменным числом и величиной показателя преломления материала линзыK= Остаточная= волновая аберрация не должна превышать допустимой величиныK= При этом коррекцию= аберраций изображенияI=образованного тонкой линзойI=можно считать апланатическойK= Показатели преломления оптических стекол изменяются от= neZNI4PUNR= Eстекло марки= chR4=фирмы=pCelqqF=до=neZOINUSOS=Eстекло марки СТФPI=каталог бесцветного оптического= стекла СССРFK= В инфракрасной области спектра показатель преломления материала= изменяется от= nlZRмкмZNIPM= Eфтористый натрийF= до= nlZRмкмZRIUOS= Eтеллурид свинцаF= xNzK= Применив полученные соотношенияI= вычисляем диафрагменное число линзI= образующих= апланатическое изображениеI=различающихся значением показателя преломления материалаK= В видимой области спектра в качестве материала линз выбраны оптические стекла= = RR= = марокW= ЛКN= EneZNI44NPUFI= КN= EneZNIRMMMVFI= ТКU= EneZNISNSTRF= или ФN= EneZNISNSUUFI= СТКV= EneZNIT4SMRFI=ТБФNM=EneZNIUOMRTFI=ТБФN4=EneZNIVSOPVFI=СТФP=EneZOINUSOSFK= В ИК области спектра для вычисления диафрагменного числа линз выбраны= следующие материалыW= фтористый литий=EnlZRмкмZNIPOSSNF= или фтористый магний= EИртранJ NF=EnlZRмкмZNIPPT4X=изготовляется фирмой=b~stm~n=hod~k=CoFI=фтористый кальций=EфлюоритF= EnlZRмкмZNIPVVMUFI= окись магния= EnlZRмкмZNISPSTNFI= хлористое серебро= EnlZRмкмZNIVVT4RFI= сульфид цинка= EИртранJOF= EnlZRмкмZOIO44TX=изготовляется фирмой= b~stm~n= hod~k= CoFI= селен= EnlZRмкмZOI4UMPFI= кремний= EnlZRмкмZPI4OOPFI= германий= EnlZRмкмZ4IMNRNFI= теллурид свинца= EnlZRмкмZRIUOSFK= Кроме вычисленийI= выполненных путем применения полученных соотношенийI= выполнена оптимизация параметров реальных линзK= Кроме тогоI= показаноI= что при замене= одной из сферических поверхностей линзы несферической можно получить при той же= апланатической коррекции аберраций увеличение относительного отверстия в два-три разаK= Для одного из вариантов линз выполнен анализ изменения относительного отверстия при= изменении фокусного расстояния при неизменной величине остаточной волновой аберрацииK= = Литература NK= Воронкова Е.МK= и дрK= Оптические материалы для инфракрасной техникиK= Справочное= изданиеK=–=МKW=НаукаI=NVSRK= = = УДК=RPRKPNU== = ВАРИАНТЫ КОМПОЗИЦИИ ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВОГО ОБЪЕКТИВА НА ОСНОВЕ ЗЕРКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ОБЪЕКТИВА ГРЕГОРИ Д.Н. Воронцов Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.А. Зверев = Профессор М.МK=Русинов обратил внимание на тоI=что если осевая точка изображенияI= образованного объективом ГрегориI= расположена в вершине главного= EпервогоF= зеркалаI= то= само это зеркало изображается вторичным зеркалом в плоскости промежуточного= изображенияI= образованного отражающей поверхностью главного зеркалаK= Если при этом= поверхность главного зеркала оптической системы объектива считать поверхностью= входного зрачка=Eапертурной диафрагмойFI=то его изображение в плоскости промежуточного= изображения будет выходным зрачком системыK= В этом случае в выходном зрачке системы= можно разместитьI =напримерI =афокальный компенсатор из двух тонких линзK =В= двухзеркальной системе Грегори путем деформации поверхностей главного и вторичного= зеркал можно осуществить апланатическую коррекцию аберраций изображенияK= ОднакоI= если в выходном зрачке поместить афокальный двухлинзовый компенсаторI= то его= коррекционные параметры можно использовать для компенсации сферической аберрации и= комы изображенияI= а деформацию поверхности вторичного зеркала использовать для= компенсации астигматизмаK= Поверхность главного зеркала в этом случае остается= сферическойK= Получены выраженияI= определяющие коэффициенты деформации= поверхностей в описанных выше конструкциях объективаK= ПредположимI= что отражающие поверхности главного и вторичного зеркал имеют= форму параболоида вращения и образуют афокальную систему Мерсенна кеплеровского= типаK= Если в плоскость промежуточного изображения поместить линзовый компонент= (напримерI= склеенный из двух тонких линз объективFI= то получим оптическую систему= зеркально-линзового объективаK= Линейная величина промежуточного изображения в= подобных системахI=как правилоI=невеликаK=Поэтому линзовый компонент можно выполнить= с отверстием в его центральной частиK= И в этом случаеI= если осевую точку предмета= = RS= = изобразить в осевой точке главного зеркалаI=а входной зрачок совместить с его отражающей= поверхностьюI= то выходным зрачком системы будет линзовый компонентK= Аберрации= изображенияI= образованного рассматриваемой системойI= за исключением кривизны его= поверхности соответствуют аберрациямI= присущим изображениюI= образованному тонким= линзовым компонентомK= Для компенсации остаточного астигматизма тонкий линзовый= компонент можно заменить двухкомпонентной системой типа объектива ПецваляK=Подбором= параметров компонентов можно компенсировать не только остаточный астигматизмI= но и= кривизну поверхности изображенияK== = = УДК=RPRKPNTKO= = АНАЛИЗ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОБЪЕКТИВА В.

В. Ежова Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.А. Зверев Развитие современного оптического приборостроения предполагает ужесточение= требований к величине относительного отверстия и углового поля изображаемого= оптическими системами пространстваK= Формальное усложнение известных конструкций= оптических систем приводит к повышению трудоемкости их изготовления= Eк снижению= технологичности изготовленияF= и к дополнительным проблемам достижения требуемого= качества изображенияK= Поэтому аберрационный анализ коррекционных возможностей= элементов оптических системI= построенных на основе известных схемI= представляется= весьма актуальнымK= В простейшем случае в основу построения оптической системы может быть положена= однокомпонентная схемаK=При этом оптическая система может состоять из двух тонких линз= с малым= Eбесконечно малымF= промежутком между нимиI= из двух склеенных линзI= из= сочетания двух склеенных линз и простой линзы при малом промежутке между нимиI= из= двух пар склеенных линз и т.пK=В изображенииI=образованном однокомпонентной оптической= системойI= принципиально можно компенсировать хроматические аберрацииI= сферическую= аберрацию и комуX= остаточный астигматизм изображения практически мало зависит от= конструкции оптической системы компонента и неустранимX= мало зависит от конструкции= компонента и кривизна поверхности изображенияK= Компенсировать кривизну поверхности= изображения можно лишь при большой разнице показателей преломления материала линз= компонентаK=ОднакоI= это возможно лишь в ИК области спектраK=Замена сферической формы= поверхности одной из линз= Eкак правилоI= первой поверхности системыF= несферической= второго порядка позволяет существенно увеличить относительное отверстие системыK= Оптическая система из двух тонких линзI= разделенных конечным воздушным= промежуткомI= принципиально обладает коррекционными параметрами для= плананастигматической коррекции аберраций и это возможно при малых относительном= отверстии и угловом поле изображаемого пространстваK= При отрицательной силе первой по= ходу лучей линзы имеем оптическую систему обратного телеобъективаK= Поставим перед= телеобъективом из двух линз точно такую же системуI=но при обратном расположении линзK= Получим симметричную системуI= формирующую изображение с поперечным увеличениемI= равным минус единицеK= Применив метод сохранения углов излома апертурного лучаI= определим конструктивные параметры системы при положении предмета на бесконечно= большом расстоянии от нееK=В результате получим исходную оптическую систему объектива= типа= …Ортогоз»= И.АK= ТурыгинаK= Если внутренние линзы заменить одним отрицательным= менискомI=то получим оптическую систему объектива типа=…триплет»K=Замена третьей линзы= триплета двумя положительными линзами позволяет существенно увеличить относительное= отверстие системыK= Если третью линзу триплета заменить склеенным из двух линз= компонентомI= то получим оптическую систему объектива= …Индустар»I= который широко= = RT= = применялся в прошлом векеK= Главные плоскости толстого отрицательного мениска вынесены в пространство= вогнутой поверхностиK=Поэтому сочетание тонкой линзы с толстым отрицательным мениском= формально можно рассматривать в качестве двухкомпонентной системыI=обладающей более= благоприятными коррекционными возможностямиK=Дополнив эту систему такой жеI=образуем= симметричную системуI= формирующую изображение с поперечным увеличениемI= равным= минус единицеK= Применив метод сохранения углов излома апертурного лучаI= определим= конструктивные параметры системы при положении предмета на бесконечно большом= расстоянии от нееK= Следуя рассмотренной логике построения системI= выполним= аберрационный анализ конструктивных элементовI= составляющих системуK= Результаты= анализа позволят достичь максимальных значений параметров рассматриваемых системK= = = УДК=RPRKPNTKOOS= = ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕМЕННОГО УВЕЛИЧЕНИЯ К.В. ЕжоваI Нгуен Ван ЛуенI Т.В. Точилина Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.А. Зверев = Любую оптическую систему из произвольного числа элементов= EлинзF= при конечном= расстоянии между ее главными плоскостями и отличной от нуля оптической силе будем= считать однокомпонентнойI= если при всех возможных подвижках она перемещается как= единое целоеK= Принципиально система переменного увеличения может состоять из одного= компонентаK= Простейшим примером такой системы может служить обычная лупаI= при= перемещении которой в направлении визирной оси изменяется поперечное увеличение= изображения наблюдаемого предметаK= Тот же эффект имеем в двухкомпонентном объективе= или окуляре при изменении расстояния между компонентамиK= В этом случае изменение= поперечного увеличения изображенияI=образованного подвижным компонентомI= приводит к= соответствующему изменению фокусного расстояния системыK= Принципиально= однокомпонентная система может быть системой переменного увеличения типа=…коллектив»= (положительная величина поперечного увеличения изображенияF=или типа= …оборачивающая= система»= Eотрицательная величина поперечного увеличения изображенияFK= При этом= оптическая сила компонента может быть как положительнойI=так и отрицательнойK= В системе переменного увеличенияI= состоящей из двух компонентовI= перемещаются= оба компонентаI= благодаря чему достигается неизменность расстояния между плоскостями= предмета и образованного изображенияK= Оптические силы компонентов могут быть одного= или разного знаковK= Принципиально двухкомпонентная система может быть системой= переменного увеличения типа=…коллектив»=или типа=…оборачивающая система»K= При этом в= обеих схемах расстояние между плоскостями предмета и изображения может быть= положительнымI= отрицательным или равным нулюK= Система переменного увеличения типа= «коллектив»= при равном нулю расстоянии между плоскостями предмета и изображения= образует так называемую инверсорную панкратикуK= В трехкомпонентной системе переменного увеличения изменение увеличения= изображения осуществляется одновременным перемещением двух крайних компонентов в= осевом направлении на одно и то же расстояниеK= При этом расфокусировка изображения отсутствует при начальном и при крайних= положениях компонентовK= Принципиально и трехкомпонентная система может быть= системой переменного увеличения типа=…коллектив»=или типа=…оборачивающая система»K= Рассмотрены возможные варианты композиции однокомпонентнойI= двухкомпонентной= и трехкомпонентной оптических систем переменного увеличенияK= = = RU= = УДК=RPRKPNTKO= = ВАРИАНТЫ ЗЕРКАЛЬНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ГЛАВНЫМ ЗЕРКАЛОМ СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ С.В. ГайворонскийI Е.В. Ермолаева Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.А. Зверев = Деформация волнового фронтаI= возникающая при наблюдении объектов сквозь= турбулентную атмосферуI= определяет низкое качество образованного изображенияK= Компенсировать деформацию можно прогибом сплошной поверхности гибкого зеркалаK= Однако при большом диаметре входного зрачка конструктивно более приемлем вариант= решения задачи путем замены сплошной апертуры синтезированной из отдельных элементовK= Входным зрачком крупногабаритных телескоповI= как правилоI= является оправа главного= зеркалаK= В этом случае при существующем уровне технологии изготовления и из= соображений практической осуществимости форма главного зеркала должна быть= сферическойK= Как показал профессор Д.ТK=ПуряевI= афокальная системаI= состоящая из= главного зеркала сферической формы и вторичного зеркалаI= поверхность которого= эквидистантна параболоидуI= формирует строго стигматичное изображение осевой точки при= достаточно большом отступлении от условия синусовI= для эффективной компенсации= которого с помощью последующей зеркальной системы афокальная система Д.ТK= Пуряева= должна быть кеплеровского типаI= т.еK= иметь промежуточное изображениеK= Поэтому задача= поиска более приемлемого варианта построения оптической системы с синтезированной= апертурой остается достаточно актуальнойK= Профессор М.МK=Русинов обратил внимание на тоI=что если изображениеI=образованное= объективом ГрегориI= расположить в плоскостиI= проходящей через вершину отражающей= поверхности главного= EбольшогоF= зеркалаI= то само это зеркало изобразится вторичным= зеркалом в плоскости промежуточного изображенияI= образованного отражающей= поверхностью главного зеркалаK= Если при этом отражающую поверхность главного зеркала= принять в качестве входного зрачка объективаI= то его изображение в плоскости= промежуточного изображения будет выходным зрачком рассматриваемой оптической= системыK= В этом случае в выходной зрачок системы можно поместить дополнительную= отражающую поверхностьK= Коррекционными параметрами в рассматриваемой оптической= системе являются коэффициенты деформации трех отражающих поверхностейK= ОднакоI= располагая тремя коррекционными параметрамиI=можем компенсировать лишь две аберрации= из трехK= Очевидным достоинством рассматриваемой оптической системы является тоI= что= при апланатической коррекции аберраций главное= EбольшоеF= зеркало может иметь= сферическую формуK= Для расширения коррекционных возможностей отражающую поверхность главного= зеркала рассматриваемой системы заменим системой из двух отражающих поверхностей= типа оптической системы КассегренаK= При этом апертурной диафрагмой может служить= отражающая поверхностьI= как первогоI= так и второго зеркалаK= Рассмотрим случайI= когда= апертурной диафрагмой служит отражающая поверхность второго зеркалаK= Будем считатьI= что на этой же поверхности расположено изображениеI= образованное третьей отражающей= поверхностьюI= аI= следовательноI= и изображение четвертой поверхностиI= расположенной в= плоскости промежуточного изображенияK= Таким образомI= в рассматриваемой оптической= системе при апланатической коррекции аберраций вторичное зеркало может иметь= сферическую формуK= ПоказаноI= что в рассматриваемой системе возможна компенсация не= только сферической аберрацииI= комы и астигматизмаI= но и кривизны поверхности= изображенияK= Рассмотрим вариант композиции оптической системыI= когда апертурной диафрагмой= является отражающая поверхность главного зеркалаK=На этой же поверхности расположено ее= = RV= = изображениеI= образованное второй и третьей отражающими поверхностями системыK= Очевидным достоинством рассматриваемой оптической системы является тоI= что при= апланатической коррекции аберраций главное=EбольшоеF= зеркало может иметь сферическую= формуK= Можно показатьI= что в рассматриваемой системе возможна компенсация не только= сферической аберрацииI=комы и астигматизмаI=но и кривизны поверхности изображенияK= == = УДК=RPRKPNT= = АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММЫ LIdeT TOOLp ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ НЕИЗОБРАЖАЮЩИХ СИСТЕМ Е.

В. ЕрмолаеваI М.В. Летуновская Научный руководитель – к.т.н. ст.н.с. И.Л. Лившиц = В настоящее время актуальным направлением в области проектирования оптических= систем является моделирование и проектирование неизображающих системK= Данный класс= оптических систем широко применяется в качестве осветительных оптических систем= различного назначенияI=к примеруI= в качестве вторичной оптики светодиодовK=Классические= программы для расчета и проектирования изображающих систем с последовательным ходом= лучей не позволяют проектировать осветительные системыI= поскольку они не позволяют= задавать характеристики источника светаI= контролировать распределение светаI= в= осветительных системах не требуется формирование изображенияK= Для расчета= осветительных систем может применяться ряд программI= наиболее популярными являются= wem~x=Eв режиме непоследовательного хода лучейF=и=iight=qoolsK=Каждая из программ имеет= свои достоинства и недостаткиK=В связи с этим актуальным является сравнительный анализ= данных программных пакетовK= Целью работы являлся анализ возможностей программ= iight =qools =и= wem~x =для= проектирования вторичной оптики светодиодов и выработка рекомендаций по их= использованиюK= iight= qools= и= wem~x= используют непоследовательный ход лучей при расчете= характеристик системыK= ОбъектыI= которые пересекают лучиI= определяются только= физической позицией и свойствами объектовK= Лучи могут пересекать какую-либо часть= непоследовательного объектаI= могут многократно пересекать один и тот же объект или не= пересекать его вообщеK= Этот режим расчета хода лучей принципиально отличается от= последовательного хода лучейI=где лучи должны распространяться через последовательность= оптических поверхностей в определенном порядкеK= В непоследовательном режиме= оптические компоненты моделируются как пространственные объектыI=как поверхности или= объемыK= Были проанализированы достоинства и недостатки обеих программ для решения задачи= проектирования вторичной оптики светодиодов и светодиодных осветителейK= Основными= преимуществами программы= iight= qools= является простота и удобство моделирования= объектов произвольной геометрической формыI= наличие библиотеки светодиодов ведущих= мировых производителейI= простота формирования оценочной функции для оптимизации= оптической системыK= iight= qools= и= wem~x= позволяют при проектировании оптических систем учитывать= характеристики источников светаK= Обе программы позволяют создавать источники светаI= к= примеруI= светодиодыK= Однако= iight= qools= обладает встроенной библиотекой светодиодов= ведущих мировых производителейK= Преимуществом программы=wem~x=является возможность рассчитывать изображающие= системы в режиме=pequenti~l=mode=и неизображющие системы в режиме=nonJsequenti~l=modeK= iight= qools= не позволяет проектировать изображающие системыI= для этих целей= = SM= = разработчиком программы= –= компанией= lptic~l= oese~rch= Associ~tes= – создан программный= пакет=CodesK= Сдерживающим фактором для широкого применения программы= iight= qools= проектировщиками осветительных систем является ее высокая стоимостьK= В работе исследованы возможности программы= iight= qoolsI= сделан обзор ее= преимуществ по сравнению с существующими программамиI= позволяющими работать с= неизображающими системамиI= которые заключаются в удобстве моделированияI= формирования оценочной функции и оптимизацииK= Программа применяется авторами при= решении задачи проектирования вторичной оптики светодиодовK= Можно прогнозироватьI= что в связи с существенными преимуществами программа= iight= qools= получит широкое распространениеK= В настоящее время в ведущих мировых= центрах по расчету оптических неизображающих систем данная программа уже нашла= широкое применениеK= = = УДК=RPRKPNU= = АБЕРРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПРЕЛОМЛЯЮЩИХ И ОТРАЖАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ В ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ К.В. Ежова = Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.А. Зверев = Любая оптическая система состоит из поверхностейI=разделяющих среды с различным= показателем преломления или отражающих светK= В общем случае форма поверхностейI= формирующих стигматическое изображениеI=определяется уравнением четвертой степениK=В= частных случаях этим свойством обладают поверхности второго порядкаI= в том числе и= сферической формыK= Сферические поверхности имеют точки апланатическогоI= изопланатического и анастигматического изображенияK= Несферические поверхности второго= порядка имеют точки стигматического и анастигматического изображенияK= В точках= стигматического и апланатического изображения располагается осевая точка предметаI= а в= точках изопланатического и анастигматического изображения располагается осевая точка= входного зрачкаK= Однако предметыI=расположенные в апланатических точках сферических поверхностейI= не имеют действительного изображенияK= В общем случае формирование изображения= оптическими поверхностями сопровождается аберрациями световых лучейI= чтоI=в конечном= счетеI= приводит к деформации волновых фронтовI= образующих изображения точекK= Величину волновой аберрации можно определить степенным рядом как функцию= апертурных и полевых параметровK= Первичные аберрации изображения определяются= коэффициентами при членах степенного рядаI= содержащего переменные в суммарной= степениI=равной четыремK=Компенсация нелинейных искажений волнового фронтаI=вносимых= отдельными поверхностями системыI=представляет принципиально весьма сложную задачуK= Помогает решать эту задачу теорема сложения для случая первичных аберрацийI= в= соответствии с которой каждый коэффициент первичной аберрации для любой= центрированной оптической системы равен сумме соответствующих коэффициентов для= отдельных ее поверхностейK= В том случаеI= когда коэффициенты при членах рядаI= степень= которых выше четвертойI=малы или равны нулюI=задача расчета оптических систем решается= алгебраическим методомK=В подавляющем большинстве случаев это условие не выполняетсяK= ПоказаноI= что в выражения коэффициентов рядаI= определяющего продольную сферическую= аберрацию изображенияI= образованного сферической поверхностьюI= входит коэффициент= первичной аберрацииK= Величина коэффициента первичной аберрации определяется= положение осевой точки предмета относительно апланатических точекK=Исследовать условия= = SN= = появления и величину первичных аберраций и их влияние на аберрации более высокого= порядка весьма важно при определении условий оптимизации параметров системы по= критерию качества изображенияK= = = УДК=RPR= = ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕМНЫХ ГОЛОГРАММНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ А.В. МалковI Н.Ю. Суворова Научный руководитель – к.т.н.I доцент В.А. Трофимов = Использование объемных голограммных элементов в волоконно-оптических системах= передачи информации существенно повышает их эффективность и способствует= спектральному уплотнению информацииK= Использование ГОЭ связано с взаимодействием= элементов с поляризованным излучениемI= которое оказывает свое влияние на устройство в= целомK= Цель работы заключается в исследовании влияния поляризации света на работу ГОЭK= Результат взаимодействия поляризованного излучения с оптическим элементом зависит= от оптических свойств объекта исследованияI= от условия формирования объемной= голографической решеткиK= В ходе исследования установлена зависимость дифракционной эффективности от= азимута падающего линейно поляризованного излученияK= Так же установлена зависимость= азимута дифрагированного излучения от азимута линейно поляризованного падающего= излученияK= В работе установлена зависимостьI= согласующаяся с математическим моделированием= и физическими законамиK= = = УДК=RPRKPNTKN= = АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЭКРАНИРОВАНИЯ ВХОДНОГО ЗРАЧКА НА ФУНКЦИЮ ПЕРЕДАЧИ МОДУЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ К.В. ЕжоваI О.И. Мартынов Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.А. Зверев = Зеркальные и зеркально-линзовые оптические системы достаточно широко= применяются в оптико-механических и в оптико-электронных приборахK= Центральная часть= осевого пучка лучейI= падающего на такую оптическую системуI= как правилоI= экранируетсяK= Принято считатьI= что коэффициент центрального экранирования по диаметру входного= зрачка не должен превышать= MIPK= Однако требования к качеству изображения определяются= назначением оптических устройствI= а поэтому весьма различныK= При дифракционноJ ограниченном качестве изображения в соответствии с критерием Рэлея размах волновой= аберрации не должен превышать= MIORlK= При аберрационно-ограниченном= EгеометрическиJ ограниченномF= качестве изображения размах волновой аберрации может превышать= OIRlK= Поэтому анализ влияния центрального экранирования входного зрачка на качество= изображения при различной величине остаточной аберрации представляет и теоретическийI= и практический интересK= Пусть фокусное расстояние оптической системыI= состоящей из сферического и= плоского зеркалI= равно=NMMM=ммK=Используя в качестве коррекционного параметра смещение= плоскости изображенияI=путем числового моделирования находим значение диафрагменного= = SO= = числаI= при котором на краю апертуры волновая аберрация равна нулю при максимальном= размахе ее на зоне апертурыI= равном= OIRlK= Применив программное обеспечение расчета= оптических системI= находим предельное значение пространственной частотыI= при котором= функция передачи модуляции= EФПМF= изображения становится равной нулюI= а для частотыI= равной половине предельнойI= находим значение ФПМ и принимаем его за единицуK= Затем= вводим центральное экранирование апертуры системы и вычисляем ФПМ при той же= (среднейF= пространственной частотеK= Продолжая вычисленияI= находим значения ФПМ при= различных значениях коэффициента центрального экранирования по диаметру зрачкаK= Влияние дифракции на изображение точки определяется диафрагменным числом= оптической системыK= Поэтому изменение величины остаточной волновой аберрации= осуществляем масштабным изменением геометрических параметров оптической системыK= Нулевое значение волновой аберрации в гауссовой плоскости изображения получаем заменой= сферической отражающей поверхности зеркала параболоидом вращенияK= = = УДК=RPRKPNTKOOS= = МЕТОД АБЕРРАЦИОННОГО АНАЛИЗА ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПЕРЕМЕННОГО УВЕЛИЧЕНИЯ К.

В. ЕжоваI Нгуен Ван Луен Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.А. Зверев = Расчет системы переменного увеличения в области параксиальных соотношений= сводится к выбору оптических сил компонентов системы и определению закона их= перемещенийI= при которых достигается требуемый диапазон изменения поперечного= увеличения изображенияK=Вполне очевидноI=что диапазон и закон перемещения компонентов= определяются начальным положением компонентовK=В основу определения этого положения= может быть положено требование минимальной длины системыI= наиболее линейной= закономерности их перемещения и т.пK= Затем следует выбор конструкции оптической= системы компонентов и оптимизация их конструктивных параметров по критерию качества= изображенияI= как правилоI= при трех значениях поперечного увеличенияI= т.еK= в трех= положениях компонентовK= Такой выбор диапазона перемещения компонентов далеко не= всегда может оказаться наиболее благоприятным для сохранения неизменной коррекции= аберрацийK= Поэтому разработка метода аберрационной оценки выбранного диапазона= перемещения компонентов является весьма актуальной задачейK= В первом приближении компоненты системы переменного увеличения будем считать= тонкими компонентамиK= Основные параметры тонкого компонента зависят только от его= внутренних конструктивных элементов и функционально взаимосвязаны с параметрамиI= непосредственно определяющими аберрации образованного изображения при любом= произвольном положении компонентов относительно плоскости предметаK= Основные параметры тонких компонентов и их параметры при произвольном= положении взаимосвязаны выражениемI= содержащим углыI= образованные осевым= виртуальным лучом с оптической осьюK= Угол в пространстве предметов или изображений= можно принять равным единицеK= Тогда другойI= соответствующий емуI= угол будет равен= поперечному увеличению изображения или его обратной величинеK= В случае= однокомпонентной системы переменного увеличения имеем два основных параметра и один= параметрI= который должен оставаться неизменным при трех значениях поперечного= увеличенияK=В результате имеем систему из трех линейных уравнений с тремя неизвестнымиK== В случае двухкомпонентной системы переменного увеличения имеем четыре основных= параметра и один параметрI= который должен оставаться неизменным при пяти значениях= поперечного увеличенияK= В результате получаем систему из пяти линейных уравнений с= = SP= = пятью неизвестнымиK= Предложенный подход позволяет определить диапазон перемещения компонентовI= наиболее благоприятный для сохранения неизменной коррекции аберрацийK= = = УДК=RPRKPNTKO= = ВАРИАНТЫ КОМПОЗИЦИИ СУПЕРКОМПАКТНОЙ ЗЕРКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ОБЪЕКТИВА Ю.А. Подгорных Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.А. Зверев Габариты оптической системы определяются диаметром входного зрачка и расстоянием= от ее первой поверхности до плоскости изображенияI= т.еK= длиной системыK= Длина системы= определяется ее конструкциейK= Рассмотрим варианты композиции компактной зеркальной= системы на основе свойств отражающей поверхностиI= принятой в качестве базовойI= имеющей форму параболоида вращенияK= ПредположимI= что на поверхность параболоида падает лучI= параллельный его осиI= и= отражается ею в направлении оси параболоида перпендикулярно к нейK= При этом= диафрагменное число параболоида= FZ–MIORK= Дополним эту отражающую поверхность= второйI=образовав известную афокальную систему МерсеннаK= При этом угловое увеличение= изображенияI= образованного афокальной системойI= равно отношению радиусов кривизны= при вершине параболоидовK=Отсюда следуетI=что в афокальной системе из двух отражающих= параболоидов вращения строго отсутствует отступление от условия синусов в пределах всей= входной апертурыK= Как показал профессор М.МK=РусиновI= при входном зрачкеI= расположенном в геометрическом фокусе отражающей поверхности второго порядка= независимо от расстояния до предмета в сформированном изображении строго отсутствует= аберрация астигматизмаK=В рассматриваемой системе роль апертурной диафрагмы и входного= зрачка может выполнять наружная граница отражающей поверхности первого= EглавногоF= зеркалаI= которая лежит в плоскостиI= проходящей через фокус параболоидаK= При этом= сформированное изображениеI= образованное афокальной системойI= будет свободно от= сферической аберрацииI=комы и астигматизмаK= Если предположитьI= что отраженный вторичным зеркалом параллельный пучок лучей= снова отражается от поверхности главного зеркалаI= то все лучи пучка соберутся в осевой= точке фокальной плоскости=Eв фокусеF= главного зеркалаI= аI= следовательноI=и всей системы в= целомK =В результате получим оптическую систему объективаI =номинальное значение= фокусного расстояния которого больше фокусного расстояния главного зеркала в угловое= увеличение афокальной системыK=ПоказаноI=что величина отступления от условия синусов в= полученной системе будет такой жеI= какой обладает отражающая поверхность параболоида= вращения при том же диаметре входного зрачка и при том же фокусном расстоянииK= ПредположимI= что форма третьей отражающей поверхности отличается от формы= поверхности главного зеркалаK= ТогдаI= приняв деформацию формы второй и третьей= отражающих поверхностей в качестве коррекционных параметровI= можно попытаться= достичь апланатической коррекции аберраций изображенияI=образованного рассматриваемой= оптической системойK= Изменив оптическую силу и форму поверхности вторичного зеркалаI=образуем систему= Кассегрена при сохранении неизменными фокусного расстояния и диаметра входного зрачкаK= При таком построении оптической системы между вторичным зеркалом на расстоянии не= менее двух третей заднего фокального отрезка от него и плоскостью изображения можно= поместить двухлинзовый квазиафокальный компенсатор комы изображенияK=В изображенииI= образованном такой системойI= вполне можно получить апланатическую коррекцию= = S4= = аберраций изображенияK= Далее показаноI= что применение афокальной системы МерсеннаI= обладающей= известными анаберрационными свойствамиI= позволяет построить ряд компактных= зеркальных и зеркально-линзовых системI= обладающих апланатическойI= анастигматической= и плананастигматической коррекцией аберраций образованного изображенияI=при этом длина= системы примерно в четыре раза меньше диаметра ее входного зрачкаK= = = УДК=RPRKPNTKN= = АНАЛИЗ АБЕРРАЦИЙ ИЗОБРАЖЕНИЯI ОБРАЗОВАННОГО СИСТЕМОЙ НЕЦЕНТРИРОВАННЫХ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Е.С. РытоваI И.Н. Тимощук Научный руководитель – д.т.н.I профессор В.А. Зверев = Развитие современного оптического приборостроения требует создания= высокосветосильных оптических системI= формирующих изображение в пределах большого= углового поля в пространстве предметовK= Высокие требования к параметрам оптических= систем и к качеству образованного ими изображения определяют сложность их конструкцииK= Объективы проекционной литографииI= напримерI= или объективы камер профессионального= телевидения содержат десятки линзI=к качеству изготовления которых предъявляются весьма= жесткие требованияK= Поэтому изготовление современных объективовI= формирующих= изображение высокого качества в каждой точке изображаемого пространстваI= представляет= собой сложную технологическую задачуK= Назначение допусков на изготовление деталей и= отдельных сборок оптических систем носитI= как правилоI= эвристический характерI= определяемый накопленным опытом разработчикаK= Поэтому даже в том случаеI= когда= оптические и механические детали объективов изготовлены строго в соответствии с= указанными в чертежах допускамиI= нередко наблюдается снижение качества образованного= ими изображенияI= вызванногоI= прежде всегоI= остаточными децентрировками поверхностейK= Современные представления о влиянии децентрировок поверхностей на положение и= качество образованного изображения для обоснованного назначения допустимых отклонений= недостаточныK= СледовательноI= для создания современных оптических систем высокого= качества исследование этих проблем является актуальной задачейK В процессе решения этой задачи получен общий вид выраженийI= определяющих= аберрационную функцию изображенияI= образованного системой нецентрированных= оптических поверхностейI= и выполнен их анализX= в результате анализа показаноI= что= отдельные составляющие полученных выражений определяют обобщенную сферическую= аберрациюI=комуI=астигматизмI=кривизну поверхности изображения и его дисторсию третьего= порядкаI= а также аберрациюI= образованную световым пучком лучейI= закрученным на угол= pLOX= получены выраженияI= определяющие аберрационную функцию изображенияI= образованного центрированной оптической системой при децентрировке отдельного= компонента системыI= и выполнен их анализX= показаноI= что в этом случае поперечная= аберрация в изображении внеосевой точки содержит неизвестную ранее составляющую в= виде кругаI= формируемую пучком лучейI= закрученным на уголI= равный= pLOI= т.еK= лучI= проходящий через точку входного зрачкаI= расположенную в меридиональной плоскостиI= образует сагиттальную составляющую аберрацииI= а лучI= расположенный в сагиттальной= плоскостиI= образует меридиональную составляющую аберрацииX= показаноI= что при этом= направления скручивания пучков лучей в изображении точекI= расположенных по разные= стороны от плоскости децентрировкиI=противоположны друг другуK= = = = SR= = УДК=RPRKPNR= = ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЛУЧА В РЕЗУЛЬТАТЕ ПРЕЛОМЛЕНИЯ И ОТРАЖЕНИЯ ЕГО СИСТЕМОЙ ПРОИЗВОЛЬНО РАСПОЛОЖЕННЫХ ПЛОСКИХ ПРЕЛОМЛЯЮЩИХ И ОТРАЖАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Трусов И.А.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 16 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.