en
Назад
DOI: 10.17586/1023-5086-2026-93-01-59-68
УДК: 535.326, 535.327, 535-15
Подход к расчету и оптимизации параметров ламинированной градиентной линзы при работе с полихроматическим излучением в условиях перепада температур
Левин И.А., Грейсух Г.И. Подход к расчету и оптимизации параметров ламинированной градиентной линзы при работе с полихроматическим излучением в условиях перепада температур // Оптический журнал. 2026. Т. 93. № 1. С. 59–68. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-01-59-68
Levin I.A., Greisukh G.I. An approach to calculating and optimizing the parameters of a laminated gradient-index lens when working with polychromatic radiation under conditions of temperature fluctuation [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2026. V. 93. № 1. P. 59–68. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-01-59-68
Предмет исследования. Радиально-градиентная линза в составе модели бесконечно тонкого объектива. Цель работы. Разработка методики расчета и оптимизации параметров ламинированной радиально-градиентной линзы в составе модели бесконечно тонкого объектива и способа оптимизации вычисленных значений при автоматической коррекции аберраций оптической системы, работающей в средневолновом и длинноволновом инфракрасном диапазоне спектра в условиях перепада температур. Метод исследования. Теоретический анализ и математическое моделирование с применением уравнений геометрической оптики. Основные результаты. Предложена методика численного определения характеристик радиально-градиентной линзы, обеспечивающей в совокупности с другими оптическими элементами постоянство оптической силы модели бесконечно тонкого объектива на трех длинах волн спектрального диапазона и при краевых значениях интервала температур. Представлены формулы расчета параметров радиально-градиентной линзы, на основании которых разработан макрос, интегрированный в оптимизационную функцию коммерческой программы оптического проектирования, позволяющий осуществлять автоматическую коррекцию аберраций объектива с радиально-градиентной линзой, работающей с полихроматическим излучением в условиях перепада температур. Эффективность применения макроса продемонстрирована на примере автоматической коррекции аберраций осевого пучка лучей объектива с радиально-градиентной линзой при переходе от бесконечно тонкой модели к элементам конечной толщины. Практическая значимость. Предложенная методика позволяет получать конструктивные параметры исходной оптической схемы на начальном этапе проектирования объектива с радиально-градиентной линзой.
инфракрасное излучение, радиально-градиентная линза, пассивная атермализация
Благодарность:работа выполнена в рамках реализации государственного задания Минобрнауки РФ № FSGS-2024-0005.
Коды OCIS: 080.2740, 110.2760, 110.3080, 120.6810, 160.4670
Список источников:1. Gibson D., Bayya S., Nguyen V., et al. IR GRIN optics for imaging // Proc. SPIE. 2016. V. 9822. P. 98220R (9 p). https://doi.org/10.1117/12.2224094
2. Gibson D., Bayya S., Nguyen V., et al. GRIN optics for multispectral infrared imaging // Proc. SPIE. 2015. V. 9451. P. 94511P (7 p). https://doi.org/10.1117/12.2177136
3. Bayya S., Gibson D., Nuygen V., et al. Design and fabrication of multispectral optics using expanded glass map // Proc. SPIE. 2015. V. 9451. P. 94511N (7 p). https://doi.org/10.1117/12.2177289
4. Beadie G., Stover E., Gibson D. Temperature‐dependent dispersion fitting for a recent infrared glass catalog // Proc. SPIE. 2019. V. 10998. P. 1099804 (6 p). https://doi.org/10.1117/12.2518494
5. Jamieson T.H. Athermalization of optical instruments from the optomechanical viewpoint // Proc. SPIE. 1992. V. 10265. P. 131–159. http://doi.org/10.1117/12.61105
6. Ford E.H. Active temperature compensation of an infrared zoom objective // Proc. SPIE. 1997. V. 3129. P. 138–143. http://doi.org/10.1117/12.279085
7. Медведев А.В., Гринкевич А.В., Князева С.Н. Атермализация объективов прицельно-наблюдательных комплексов как средство обеспечения жизнедеятельности объектов БТВТ // Фотоника. 2016. Т. 56. № 2. С. 94–109.
Medvedev A.V., Grinkevich A.V., Knyazeva S.N. Athermalization of objectives of sighting and observation complexes as the means of functioning support of the facilities of Armament of Armored Force Vehicles (AAFV) // Photonics Russia. 2016. V. 56. № 2. P. 94–109.
8. Тягур В.М., Кучеренко О.К., Муравьев А.В. Пассивная оптическая атермализация инфракрасного трехлинзового ахромата // Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 4. С. 42–47.
Tyagur V.M., Kucherenko O.K., Murav’ev A.V. Passive optical athermalization of an IR three-lens achromat // J. Opt. Technol. 2014. V. 81. № 4. P. 199–203. http://doi.org/10.1364/JOT.81.000199
9. Greisukh G.I., Levin I.A, Ezhov E.G. Design of ultra-high-aperture dual-range athermal infrared objectives // Photonics. 2022. V. 9. № 10. P. 742. https://doi.org/10.3390/photonics9100742
10. Грейсух Г.И., Левин И.А., Ежов Е.Г. Сверхсветосильный двухдиапазонный градиентно-дифракционный инфракрасный объектив // Оптический журнал. 2024. Т. 91. № 11. С. 34–42. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-11-34-42
Greisukh G.I., Levin I.A, Ezhov E.G. Ultrahigh-aperture dual-band gradient index-diffractive infrared objective // J. Opt. Technol. 2024. V. 91. № 11. P. 731–736. http://doi.org/10.1364/JOT.91.000731
11. Электронный ресурс URL: https://www.ansys.com/products/optics/ansys-zemax-opticstudio (Ansys Zemax Optic: Studio Comprehensive Optical Design Software).
Electronic resource URL: https://www.ansys.com/products/optics/ansys-zemax-opticstudio (Ansys Zemax Optic: Studio Comprehensive Optical Design Software).
12. Электронный ресурс URL: https://www.synopsys.com/optical-solutions/codev (CODE V Optical Design Software).
Electronic resource URL: https://www.synopsys.com/optical-solutions/codev (CODE V Optical Design Software).
13. Greisukh G.I., Bobrov S.T., Stepanov S.A. Optics of diffractive and gradient‐index elements and systems. Bellingham: SPIE Press, 1997. 414 p.
14. Corsetti J.A., Gardner L.R., Schmidt G.R., et al. Athermalization of polymer radial gradient-index singlets // Opt. Eng. 2013. V. 52. № 11. P. 112104 (6 p). http://doi.org/10.1117/1.OE.52.11.112104