ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2024-91-09-82-94

УДК: 681.7.028, 681.7.067.2

Технология создания крупногабаритного линзового объектива для инфракрасной области спектра из оптических кристаллов

Вензель В.И., Дмитриев И.Ю., Муравьева Е.С., Семёнов А.А.
Ссылка для цитирования:

Вензель В.И., Дмитриев И.Ю., Муравьева Е.С., Семёнов А.А. Технология создания крупногабаритного линзового объектива для инфракрасной области спектра из оптических кристаллов // Оптический журнал. 2024. Т. 91. № 9. С. 82–94. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-09-82-94


Venzel V.I., Dmitriev I.Yu., Muraveva E.S., Semenov A.A. Technology for developing a large-sized lens made from optical crystals for the infrared spectral range [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2024. V. 91. № 9. P. 82–94. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-09-82-94

Ссылка на англоязычную версию:
-
Аннотация:

Предмет исследования. Прогнозирование качества изображения крупногабаритного широкоугольного высокоапертурного линзового объектива для инфракрасной области спектра из оптических кристаллов, методы оптимизации его конструкции, сборки и юстировки. Цель работы. Разработка конструкции объектива, учитывающей влияние оптической однородности, расчетных и технологических допусков формы поверхностей и децентрировки линз на качество изображения и возможность компенсации остаточных аберраций при сборке и юстировке. Метод включает в себя выбор критерия качества изображения и расчет его допустимого снижения, распределение отклонения волнового фронта объектива между погрешностями, вызванными оптической неоднородностью материалов, децентрировкой линз и отклонением формы поверхностей, оценку неоднородности материалов с учетом формы поверхностей и хода лучей в линзах, исследование возможностей схемы объектива с целью компенсации остаточных аберраций, обоснование выбора конструкции объектива с минимальным количеством юстировочных подвижек линз. Основные результаты. Сформулированы критерии при выборе допусков на оптическую однородность материалов. Показана возможность создания высокотехнологичной насыпной конструкции шестилинзового объектива из оптических кристаллов, изготовленного по существующим технологиям. Практическая значимость. Предлагаемые технические решения были апробированы при создании высокоразрешающих объективов для оптико-электронной системы дистанционного зондирования Земли из космоса.
 

Ключевые слова:

линзовый объектив, расчетный допуск, оптическая однородность, расчетные допуски децентрировки, технологические децентрировки, сборка, юстировка, компенсация аберраций, волновая ошибка, оптические кристаллы

Коды OCIS: 220.0220, 080.1005, 080.4228

Список источников:
  1. Bass M., DeCusatis C., Enoch J.M., et. al. Handbook of optics. 3rd ed. V. I: Geometrical and Physical Optics, Polarized Light, Components and Instruments. McGraw Hill, 2009. 1248 p.
  2. ГОСТ 23136-93. Материалы оптические. Параметры. Введ. 21.10.1993. М.: изд. Стандартов, 1995. 10 с.

GOST (Russian National Standard) 23136-93. Optical materials. Parameters whiteness [in Russian]. Introd. 10/21/93. Moscow: "Standards" Publ., 1995. 10 p.

  1. ISO 19740:2018. Optics and photonics — Optical materials and components — Test method for homogeneity of infrared optical materials. 05/08/2018. Geneva, ISO. 22 p.
  2. Вензель В.И., Мигель Л.И., Семёнов А.А. Установка для контроля однородности показателя преломления ИК материалов // Контенант. 2021. Т. 3. № 2. С. 12–25.

Venzel V.I., Migel L.I., Semenov A.A. The system for monitoring the optical homogeneity of the material for the infrared spectrum [in Russian] // Contenant. 2021. V. 3. № 2. P. 12–25.

  1. Вензель В.И., Горелов А.В., Образцов В.С. и др. Контроль оптической однородности материалов для инфракрасной области спектра // Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 9. С. 88–94.

Venzel V.I., Gorelov A.V., Obraztsov V.S., et. al. Monitoring the optical homogeneity of materials for the IR region // J. Opt. Technol. 2014. V. 81. № 9. P. 551–555. https://doi.org/10.1364/JOT.81.000551

  1. Крынин Л.И. Проектирование конструкций объективов: учеб. пособ. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2018. 219 c.

Krynin L.I. Designed lens structures: Study Guide [in Russian]. St. Petersburg: St. Petersburg: ITMO University, 2018. 219 p.

  1. Бетенски Э., Хопкинс Р., Шеннон Р. и др. Проектирование оптических систем: пер. с англ. // Под ред. Шеннона Р., Вайанта Дж. / М.: Мир, 1983. 432 с.

Betenski E., Hopkins R., Shannon R., et. al. Applied optics and optical engineering // Ed. Shannon R., Wyant J.C. / N.Y.: Academic Press Inc., 1979. 382 p.

  1. Васильева Л.В., Лебедев О.А., Нужин В.С. и др. Проектирование и изготовление линзовых объективов для работы в инфракрасной области спектра // Оптический журнал. 2003. Т. 80. № 4. С. 72–75.

Vasilieva L.V., Lebedev O.A., Nuzhin V.S., et. al. Design and fabrication of lens objectives for operation in the IR region // J. Opt. Technol. 2003. V. 70. № 4. P. 280–283. https://doi.org/10.1364/jot.70.000280

  1. Лебедев О.А., Сабинин В.Е., Солк С.В. Крупногабаритный многоспектральный объектив // Оптический журнал. 2011. Т. 78. № 11. С. 24–27.

Lebedev O.A., Sabinin V.E., Solk S.V. A large multispectral objective // J. Opt. Technol. 2011. V. 78. № 11. P. 709–711. https://doi.org/10.1364/JOT.78.000709

  1. Лебедев О.А., Нужин В.С., Солк С.В. Проектирование и контроль широкоугольных ИК объективов // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 2. С. 45–47.

Lebedev O.A., Nuzhin V.S., Solk S.V. Designing and testing wideangle IR objectives // J. Opt. Technol. 2013. V. 80. № 2. P. 104–106. https://doi.org/10.1364/JOT.80.000104

  1. Солк С.В., Лебедев О.А. Инфракрасный термонерасстраиваемый объектив // Оптический журнал. 2012. Т. 79. № 12. С. 38–40.

Solk S.V., Lebedev O.A. A thermally nonmisalignable infrared objective // J. Opt. Technol. 2012. V. 79. № 12. P. 775–776. https://doi.org/10.1364/JOT.79.000775

  1. Буй Д.Б. Анализ и разработка методов центрирования линз и линзовых систем // Дисс. канд. техн. наук. СПб.: СПБНИУ ИТМО, 2016. 131 с.

Bui D.B. Analysis and development of the methods for centering lenses and lens systems [in Russian] // PhD (Engineering). St. Petersburg: ITMO University, 2016. 131 p.

  1. Латыев С.М., Румянцев Д.М., Курицын П.А. Конструкторские и технологические методы обеспечения центровки линзовых систем // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 3. С. 92–96.

Latyev S.M., Rumyantsev D.M., Kuritsyn P.A. Design and process methods of centering lens systems // J. Opt. Technol. 2013. V. 80. № 3. P. 197–200. https://doi.org/10.1364/JOT.80.000197

  1. Буй Д.Б., Беловайн П.А., Латыев С.М. и др. Центровка объективов штабельной конструкции // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1.

Bui D. B., Belovain P.A., Latuev S.M., et. al. Centering of stacked lenses [in Russian] // Modern Problems of Sciences and Educations. 2015. № 1.

  1. Крынин Л.И., Фролов Д.Н., Шаталов Е.А. Методика расчета конструкций объективов насыпного типа // Оптический журнал. 2002. Т. 69. № 9. С. 58–62.

Krynin L., Frolov D., Shatalov E. Technique for calculating the designs of filled-type objectives // J. Opt. Technol. 2002. V. 69. № 9. P. 652. https://doi.org/10.1364/JOT.69.000652

  1. Канушина Л.А., Соснов А.Н., Соснова Н.К. Расчет допусков на оптические неоднородности оптических материалов // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2013. С. 262–267.

Kanushina L.A., Sosnov A.N., Sosnova N.K. Calculating of tolerances for optical inhomogeneties of optical materials [in Russian] // Interexpo Geo Siberia. 2013. P. 262–267.

  1. Сокольский М.Н. Допуски и качество оптических изображений. Л.: Машиностроение, ЛО, 1989. 221 с.

Sokolskiy M.N. Optical image tolerance and quality [in Russian]. Leningrad: "Mashinostroenie" Publ., Leningrad Branch, 1989. 221 p.

  1. ZEMAX 9. Optical Design Program. User’s Manual. April 14, 2010. 986 p.
  2. Вензель В.И., Дмитриев И.Ю., Муравьева Е.С. и др. Технология создания светосильного четырехзеркального объектива с асферическими зеркалами // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 1. С. 26–36. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-01-26-36

Venzel V.I., Dmitriev I.Yu., Muraveva E.S., et. al. Technology for developing a high-aperture fourmirror lens with aspherical mirrors // J. Opt. Technol. 2023. V. 90. № 1. P. 14–19. https://doi.org/10.1364/JOT.90.000014

  1. Никаноров Н.Ю., Артемов А.Д. Комбинированный метод центрирования линз из непрозрачных материалов в видимой области спектра // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2019. С. 269–278.

Nikanorov N.Y., Artemov A.D. Combined centering methods made of opaque materials [in Russian] // Interexpo Geo Siberia. 2019. P. 269–278.

  1. Вензель В.И., Семёнов А.А. Интерферометрическое устройство центрировки оптических элементов с асферическими поверхностями в оправах // Патент РФ № 186481. Бюл. 2019. № 3.

Venzel V.I., Semenov A.A. Interferometric device for centering optical elements with aspherical surfaces in frames // RF Patent № RU186481U1. Bull. 2019. № 3.

  1. Азаров С.А., Вензель В.И., Либик Ю.М. и др. Технология изготовления крупногабаритных линз с асферической поверхностью // Оптический журнал. 2024. Т. 91. № 9. С. 73–81. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-09-73-81

Azarov S.A., Venzel V.I., Libik Y.M., et. al. Manufacturing technology for large-sized aspheric lenses // J. Opt. Technol. 2024. V. 91. № 9. Р. 00–00. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-09-00-00

  1. Вензель В.И, Горелов А.В. Интерферометры среднего и дальнего инфракрасного диапазона спектра ИКИ-3,5 и ИКИ-10 // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 11. С. 47–49.

Venzel V.I., Gorelov A.V. The IKI-3.5 and IKI-10 interferometers for the mid- and far-IR regions // J. Opt. Technol. 2008. V. 75. № 11. P. 725–727. https://doi.org/10.1364/JOT.75.000725