- •Глава 1. Теоретические основы прикладной оптики
- •1.1. Природа света. Волновой и квантовый характер световых явлений
- •1.2. Законы распространения света
- •1.3. Способы определения скорости света
- •1.4. Когерентность [7]
- •1.4.1. Степень когерентности светового пучка
- •1.4.2. Методы измерения пространственной и временной когерентности
- •1.5. Дисперсия света
- •1.6. Интерференция света
- •1.7. Интерференционные линии равной толщины и равного наклона
- •1.8. Интерферометры
- •1.8.1. Интерферометр Линника
- •1.8.2. Интерферометр Рэлея
- •1.8.3. Звездный интерферометр Майкельсона
- •1.8.7. Схема интерферометра Майкельсона
- •1.8.4. Интерферометр Фабри-Перо
- •1.8.5. Интерферометр Жамена
- •1.8.6. Интерферометр Рождественского
- •1.8.7. Использование интерференции света в промышленности
- •1.9. Дифракция света. Принцип Гюйгенса Френеля
- •1.10. Дифракция Фраунгофера
- •1.10.1. Дифракция от щели
- •1.10.2. Дифракционная решетка
- •1.10.3. Дифракционная решетка как спектральный прибор
- •1.11. Дифракция на круглом отверстии
- •1.11.1. Зоны Френеля
- •1.11.2. Зонная пластинка
- •1.11.3. Линза как дифракционный прибор
- •1.11.4. Пятно Пуассона
- •1.12. Поляризация света
- •1.12.1. Свет поляризованный и неполяризованный. Закон Малюса
- •1.12.2. Одноосные кристаллы
- •1.12.3. Скрещенные поляризаторы
- •1.12.4. Двойное лучепреломление
- •1.12.5. Поляризаторы
- •1.12.6. Анализ поляризованного света
- •1.12.7. Естественное вращение плоскости поляризации
- •1.12.8. Эффект Зеемана и поляризация
- •1.12.9. Искусственное двойное лучепреломление
- •1.12.10. Магнитное вращение плоскости поляризации
- •1.13. Оптически бесцветное стекло. Марки стекла
- •1.14. Требования к стеклу. Классы и категория стекла
- •1.15. Цветное оптическое стекло. Техническое стекло
- •1.16. Выполнение рабочих чертежей оптических деталей в соответствии с ескд
- •Глава 2. Основные оптические детали
- •2.1. Зеркала
- •2.2. Тонкие линзы
- •2.3. Плоскопараллельная пластинка
- •2.4. Оптический клин
- •2.5. Отражательные призмы
- •2.6. Развертка призм в плоскопараллельную пластинку
- •Для прямоугольной призмы с двумя отражениями
- •2.7. Редуцирование призм. Графоаналитический метод расчета призм
- •2.8. Компенсаторы
- •Глава 3. Основные свойства идеальной оптической системы
- •3.1. Идеальная оптическая система
- •3.2. Линейное и угловое увеличение оптической системы.
- •3.3. Правило знаков
- •3.4. Основные оптические формулы. Построение изображения
- •3.5. Инвариант Аббе
- •3.6. Расчет хода нулевого луча
- •3.7. Отдельная линза в воздухе
- •3.8. Расчет хода нулевого луча через сложную оптическую систему
- •3.9. Оптическая система из двух компонент
- •Положим и выберем произвольно, тогда из формул
- •3.10. Графический способ определения хода нулевого луча
- •3.11. Определение хода действительного луча
- •Глава IV. Общие свойства оптических систем
- •4.1. Основные характеристики оптического прибора
- •4.2. Видимое увеличение
- •4.3. Основные фотометрические понятия
- •4.4. Потери света
- •4.5. Диафрагмы и их значение
- •4.6. Виньетирование
- •4.7. Светосила
- •4.8. Освещенность по полю изображения
- •4.9. Поле зрения
- •4.10. Глубина изображаемого пространства
- •4.11. Глубина резкости
- •4.12. Аберрации оптических систем
- •4.12.1. Классификация аберраций
- •4.12.2. Хроматическая аберрация
- •4.12.3. Сферическая аберрация
- •4.12.4. Астигматизм и кривизна изображения
- •4.12.5. Кома
- •Величина, численно характеризующая кому, равна
- •4.12.6. Дисторсия
- •Глава 5. Теория оптических приборов
- •5.1. Зрачки и люки
- •5.2. Отрезки, определяющие положение зрачков
- •5.3. Передача перспективы оптическими приборами
- •5.4. Основные фотометрические величины
- •Мы имеем
- •5.5. Источники излучения
- •5.6. Приемники световой энергии
- •5.7. Светосила оптического прибора
- •5.8. Светосила оптического прибора с малой передней апертурой и малой задней апертурой
- •5.9. Потери света в оптическом приборе
- •5.10. Глаз человека
- •Преобразуем эту формулу
- •5.11. Видимое увеличение оптического прибора
- •5.12. Глубина резкости фотографического аппарата, лупы и микроскопа
- •5.13. Критерий разрешающей способности оптического прибора
- •5.14. Разрешающая способность зрительных труб и фотографических объективов
- •Глава 6. Теория микроскопа
- •6.1. Оптическая система микроскопа
- •Из формулы
- •6.2. Формулы геометрической теории микроскопа
- •Поэтому
- •6.3. Осветительная система микроскопа
- •6.4. Основы дифракционной теории микроскопа
- •6.5. Разрешающая способность микроскопа
- •Окуляр, в нашем случае, есть лупа, для которой мы имели формулу
- •6.6. Фазовый контраст
- •6.7. Производство современных микроскопов
- •6.7.1. Световые
- •Микроскопы серии dm lm
- •Глава 7. Теория телескопических систем
- •7.1. Телескопические системы
- •Для продольного увеличения была получена формула
- •7.2. Зрительная труба Галилея
- •7.3. Зрительная труба Кеплера
- •7.4. Окуляры и объективы зрительных труб
- •7.5. Зрительные трубы с призменными оборачивающими системами
- •7.6. Зрительные трубы с линзовыми оборачивающими системами
- •7.7. Телескопические системы со скачкообразной переменной увеличения
- •Глава 8. Методы компьютерной оптики
- •8.1. Задачи компьютерной оптики [1,2]
- •8.2. Цифровая голография [3-5]
- •8.2.1. Общая процедура изготовления синтезированной голограммы
- •8.2.2. Получение цифровой голограммы Фурье и ее бинаризация
- •8.2.3. Киноформ
- •8.3. Фазовая проблема в оптике. Cоздание на основе решения обратных задач нового класса оптических элементов [1, 2, 6-9]
- •8.3.1. Извлечение фазовой информации из данных об интенсивности
- •8.3.2. Особенности расчета характеристик фокусаторов и корректоров излучения
- •8.3.3. Дифракционные оптические элементы
- •8.3.4. Создание фокусаторов на основе управляемых зеркал
- •8.4. Фокусировка излучения при наличии случайных помех. Использование методов адаптивной оптики [7-9]
- •8.5. Оптические элементы для анализа и формирования поперечного состава излучения [1]
- •8.6. Цифровая обработка полей в оптических системах [10-13]
- •8.6.1. Виды обработки оптических полей
- •8.6.2. Автоматизированная измерительная система для диагностики структуры лазерных пучков
- •Глава 9. Запись и обработка оптической информации
- •9.1. Общая характеристика оптических систем [1-3]
- •9.2. Однолинзовая система [1-4]
- •9.2.1. Линзы как элементы, выполняющие преобразование Фурье
- •9.2.2. Формирование изображения [1]
- •9.3. Получение изображений в сложных системах [1, 8]
- •9.3.1. Дифракционно-ограниченные системы
- •9.4. Учет аберраций [5]
- •9.5. Голографическая запись информации [2, 6-9]
- •9.5.1. Принцип голографической записи
- •9.5.2. Голограммы Фурье
- •9.6. Оптическая фильтрация и распознавание образов [2,3]
- •9.6.1. Применение системы 4-f
- •9.6.2. Голографический метод синтезирования пространственных фильтров и проблема апостериорной обработки информации
- •9.7. Сопоставление методов когерентной и некогерентной оптики [2]
- •9.8. Характеристики качества изображения [10]
- •Оглавление
1.15. Цветное оптическое стекло. Техническое стекло
Для изготовления оптических деталей применяются три вида стекла:
а). Оптическое бесцветное стекло – для изготовления ответственных оптических деталей, его свойства и требования к нему мы только что разобрали;
б). Техническое стекло – для изготовления стеклянных неоптических деталей (матовое стекло, ампулы уровней);
в). Цветное оптическое стекло – для изготовления светофильтров.
Цветное оптическое стекло применяется для изготовления светофильтров, с помощью которых из пучка лучей выделяются или ослабляются необходимые участки спектра. Светофильтрами пользуются для улучшения видимости (контрастности), при неблагоприятных условиях наблюдения (дымка, туман, слепящий свет). Так, например, в тумане рекомендуются оранжевые и красные светофильтры.
Цветные стекла маркируются буквенным и цифровым обозначениями. Все марки стекла разбиты на группы, объединяющие близкие по цвету стекла:
Увиолевые (черные) УФС
Фиолетовые ФС
Синие СС
Сине-зеленые СЗС и т.д.
К техническому стеклу относятся обыкновенные виды стекол, также специальные виды стекол, например, стекло МКР-1 (пирекс). Это стекло обладает низким коэффициентом теплового расширения и высокой термостойкостью. Используется для изготовления точных пробных стекол, астрономических зеркал, деталей, подвергающихся при эксплуатации сильному нагреву.
1.16. Выполнение рабочих чертежей оптических деталей в соответствии с ескд
Правила выполнения оптических деталей изложены в ГОСТ 2.418-68. Оптические детали на чертежах изображаются по ходу луча, идущего слева направо (рис. 1.16.1).
Рис. 1.16.1
На чертежах оптических деталей в правой верхней части помещают таблицу, состоящую из трех частей:
требование к материалу,
требование к изготовлению,
расчетные данные.
На чертежах оптических сборочных единиц указанная таблица должна состоять из двух частей:
требование к изготовлению,
расчетные данные.
Требования к материалу нами подробно рассмотрены в предыдущем параграфе.
Требование к изготовлению:
N – предельное отклонение стрелки кривизны поверхности детали от стрелки кривизны пробного стекла (интерференционные полосы, кольца Ньютона).
ΔN – местные ошибки (кольца Ньютона).
С – допустимая общая децентрировка или децентрировка каждой поверхности.
P – класс чистоты полированных поверхностей.
ΔR – отклонение радиуса кривизны от нормального значения.
ЛИТЕРАТУРА К ГЛАВЕ 1
1. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. - М.: Наука, 1970, 856 с.
2. Зоммерфельд А. Оптика. - ИЛ, 1953, 487 с.
3. Гудмен Дж. Введение в фурье-оптику. - М.: Мир, 1970, 364 с.
4. Королев Ф.А. Теоретическая оптика. - М.: Высшая школа, 1968, 556 с.
5. Матвеев А.И. Оптика. - М.: Высшая школа, 1986, 352 с.
6. Калитеевский Н.Л., Волновая оптика. - М.: Высшая школа, 1978, 384 с.
7. Ахманов С.А., Дьяков Ю.Е., Чиркин А.С. Введение в статистическую радиофизику и оптику. М.: Наука, 1981, 640 c.
8. Маркузе Д. Оптические волноводы. - М.: Мир, 1974, 576 с.
9. Солимено С., Крозиньяни Б., Ди Порто П. Дифракция и волноводное распространение излучения. - М.: Мир, 1989, 664 с.
10. Ваганов Р.Б., Каценеленбаум Б.З. Основы теории дифракции. - М.: Наука, 1982, 272 с.
11. Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн - М.: Наука, 1990, 432 с.
12. Семенов А.А. Теория электромагнитных волн. - М.: Изд-во МГУ, 1968, 316 с.
13. Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред. - М.: Наука, 1980, 304 с.
14. Руситинов М.М., Грамматин А.П., Иванов П.Д. и др. Вычислительная оптика. Справочник. - Ленинград: Машиностроение, 1984, 424 с.
15. www.optics.npi.msu.ru
