Монохроматические аберрации

Кафедра проектирования электроники для установок «мегасайенс»

 

Реферат

По курсу «Оптические измерения»

На тему:

«Измерение аберрации оптических систем»

По направлению подготовки 11.03.03

«Конструирование и технология электронных средств»

Профиль подготовки

«Проектирование и технология радиоэлектронных средств»

 

 

Выполнил:

Студент 4 курса группы 4142

Миронов Вячеслав Евгеньевич

Проверил

_______________ к.т.н. Бородин.А.Н.

 

Дубна 2020

Оглавление

 

Оглавление. 2

Введение. 3

Монохроматические аберрации. 4

Хроматические аберрации. 8

Измерения аберраций. 10

Заключение. 24

Список литературы.. 25

 

 

Введение

 

Аберрации в оптических системах – погрешность изображения, вызванная любым отклонением реальных лучей от геометрических направлений по которым они должны были бы идти в идеальной оптической системе. Аберрации можно классифицировать на монохроматические (то есть присущие монохроматическим лучам – лучам одной длины волны) и хроматические. К хроматическим аберрациям относят хроматизм положения и хроматизм увеличения, к монохроматическим относят сферическую аберрацию, кому, астигматизм, кривизну изображения и дисторсию. Кроме того все аберрации делят на осевые и полевые.

Измерение аберраций – обязательный этап исследования оптической системы, изготовленной впервые. Аберрации могут быть измерены для оптических систем, характеристики которых не известны, или когда требуется более полно оценить качество изображения серийно выпускаемой системы.

Все существующие методы измерения аберраций можно разделить на две группы: методы измерения геометрических аберраций и методы измерения волновых аберраций.

 

Монохроматические аберрации

 

Монохроматические аберрации – погрешности, присущие любой реальной оптической системе. Возникновение связано с тем, что поверхности, преломляющие лучи неспособны собрать в точку широкие пучки лучей, падающие на них под большими углами. Монохроматические аберрации приводят к искажению изображения точки в некоторую фигуру рассеяния, что снижает четкость изображения и нарушает подобие изображения и предмета.

Сферическая аберрация

Рис. 1. Сферическая аберрация

Сферическая аберрация оптических систем из-за несовпадения фокусов для лучей света проходящих на разных расстояниях от оптической оси. Нарушает гомоцентричность пучка света, но не нарушает симметричность.
Существует несколько путей исправления сферической аберрации:

Во-первых, снижение кривизны линзы (использование стекла с большим показателем преломления в совокупности с увеличением радиусов поверхностей линзы, сохраняя, тем самым, ее оптическую силу).

 

Во-вторых, применением комбинации из положительных и отрицательных линз. Обычно параллельно с исправлением сферической аберрации исправляют также хроматические аберрации.

В-третьих, применяют диафрагмирование – отсечение краевых лучей широкого пучка. Способ позволяет снизить значение рассеяния, но непригоден для оптических систем требующих высокой светосилы.
Полностью избавиться от сферической аберрации невозможно, но способы снизить ее эффективно применяются в микроскопии.

 

Кома

Рис. 2. Аберрация Кома

Аберрация Кома обусловлена тем, что лучи, приходящие под углом к оптической оси, собираются не в одной точке. Методика исправления Комы схожа с методикой исправления сферических аберраций и, в основном, строится на использовании комбинаций положительных и отрицательных линз.

Астигматизм

Рис. 3. Астигматизм оптической системы

Аберрация, при которой изображение точки, лежащей вне оси и сформированное узким пучком лучей, представляет собой два перпендикулярных отрезка расположенных на разном расстоянии плоскости Гаусса (плоскости безаберрационного фокуса).

Астигматизм не может быть исправлен диафрагмированием, т.к. проявляется и на узких пучках. Для коррекции астигматизма применяют дуплеты положительных и отрицательных линз.

 

Кривизна поля изображения

Рис. 4. Кривизна поля оптической системы

Аберрация, при которой изображение плоского объекта, перпендикулярного оси оптической системы лежит на выпуклой или вогнутой (обычно сферической в случае симметричной оптики) поверхности относительно объектива.

Погрешность вносимая аберрацией, очень сильно сказывается в микроскопии, так как получаемое изображение плоского объекта не находится полностью в фокальной плоскости и, таким образом, на нескорректированной системе мы не можем наблюдать полностью резкое изображение объекта по всему полю.

Кривизна поля корректируется при помощи расчета системы содержащей две и более отрицательных линз, а также использующей воздушное пространство между линзами.

 

Дисторсия

Рис. 5. Изменение коэффициента линейного увеличения по полю зрения. Подушкообразная и бочкообразная дисторсия.

Дисторсия – изменение коэффициента линейного увеличения оптической системы по полю зрения. Дисторсия не приемлема в микроскопии, так как система, подверженная дисторсии, не обеспечивает геометрическое подобие наблюдаемого объекта и его изображения. Дисторсия исправляется подбором линз на этапе проектировки объектива. Также возможно исправление дисторсии на этапе компьютерной обработки изображения.

Раздел основан на источнике (3).

 

Хроматические аберрации

Рис.6. Хроматические аберрации. Разница показателя преломления оптической системы для лучей с различной длиной волны.

Хроматические аберрации – погрешности, вносимые в изображение разницей коэффициента преломления для пучков с различными длинами волн.
При прохождении света через оптические материалы наблюдается дисперсия – разложение белого света на спектр.

Паразитная дисперсия не позволяет лучам с различными длинами волн сфокусироваться в одной точке.

Для любой оптической линзы коэффициент преломления синих лучей, как правило, больше, чем красных, поэтому точка фокуса синих лучей F_blue расположена ближе к задней главной точке линзы, чем точка фокуса красных лучей F_red. Отсюда следует, что лучи, полученные разложением белого света, будут иметь различное фокусное расстояние. Единого фокусного расстояния у одной линзы не существует, а есть совокупность фокусных расстояний — по одному фокусу на луч каждого цвета.

Разность F_blue-F_red это и есть «хроматизм положения» (или хроматической разностью положения, продольной хроматической аберрацией)

Диафрагмирование несколько уменьшает хроматизм положения. При этом изображения предмета в лучах разного цвета будут находиться на разных расстояниях от задней главной точки. Если наводить оптическую систему на резкость по красным лучам, изображение в синих лучах будет не в фокусе, и наоборот.

Конструкция микроскопных объективов рассчитана на устранение хроматических аберраций. Система линз, выполняющих сближение фокусов двух (например, синих и жёлтых) лучей, называется ахроматической, а при сближении фокусов трёх лучей - апохроматической системой.

Основное правило при исправлении ХА является исправление ХА суммарно для всей системы. Нет необходимости исправлять хроматизм каждого элемента. Важно, чтобы суммарная положительная и отрицательная дисперсия элементов системы была равна нулю.

Раздел основан на источнике (3).

 

 

Измерения аберраций

Сферическая аберрация

Сферическая аберрация может быть измерена методом, основанным на определении координат точек пересечения с задней фокальной плоскостью лучей, прошедших через отдельные зоны контролируемого объектива (рис. 1, а). Он позволяет измерить продольную и поперечную сферическую аберрацию объектива и его вторичный спектр.

Прямоугольная щель 3 установлена в заднем фокусе F’_k объектива 4 коллиматора и освещается источником света 1 через конденсор 2 и сменный светофильтр С. За объективом 4 установлены две щелевые диафрагмы 5, представляющие собой два прямоугольных отверстия в непрозрачном экране. Принято выбирать ширину Ь каждого отверстия равной 1/100 фокусного расстояния контролируемого объектива; высоту h = Зb и расстояние между отверстиями d = 2b. Диафрагмы 5 устанавливают на подвижные каретки так. чтобы длинная сторона каждой щели была параллельна длинной стороне щели 3. Диафрагмы 5 называют также подвижными диафрагмами. За исследуемым объективом 6 на отсчетной каретке устанавливают микроскоп М, который содержит объектив 7 и сетку 8. Окуляром 9 микроскопа, как правило, служит окуляр-микрометр.

Рис. 7. Измерение сферической аберрации объектива

Диафрагма 5 выделяет из параллельного пучка лучей, идущих из коллиматора, узкий пучок в зоне m. В фокальной плоскости объектива 6 формируется дифракционное изображение щели 3, представляющее собой характерную картину, так называемый «тройник» (рис. 1, б), состоящий из трех линий (на рисунке изображены темными), расположенных параллельно длинным сторонам щелевых диафрагм 3 и 5. Если диафрагму 5 перемещать перпендикулярно к оптической оси, т. е. открывать различные зоны m объектива, то при отсутствии сферической аберрации тройник будет неподвижным, в противном случае смещение тройника зависит от положения диафрагмы 5, т. е. от значения m. Предметная точка микроскопа М совмещена с задним фокусом F' объектива 6.

При измерении поперечной сферической аберрации Δу' используется только одна диафрагма 5, а значение l смещения тройника измеряется с помощью окуляра-микрометра путем наведения перекрестия на центральную светлую линию тройника. Очевидно, что l = Δу' β, где β — линейное увеличение микрообъектива 7. Так как значение β входит в результаты измерения, его следует измерить заранее; в лабораторной практике используют аттестованный микрообъектив, линейное увеличение которого измерено с высокой точностью. В результате измерений значения l для нескольких зон объектива получают зависимость l = f (m) в виде табличных данных, с помощью которых строят кривую поперечной сферической аберрации в общепринятом виде: Δу' = f (tg σ'), где tg σ' = m/f' (f’ — фокусное расстояние контролируемого объектива).

Наиболее ответственной операцией при измерении поперечной сферической аберрации является наведение нити окуляра-микрометра на середину светлой линии тройника, который представляет собой дифракционное изображение щели 3, построенное двумя отверстиями шириной b с расстоянием между ними d = 2b. В этом случае расстояние от центра главного максимума нулевого порядка до первого минимума определяется в угловой мере выражением sin φ = λ/2d, где λ — длина волны света. Если b = 0,01f', то sin φ = 25λ/f’. Линейное расстояние от центра изображения до первого минимума f' sin φ = 25 λ, а ширина всего изображения равна 50λ, или 0,025 мм.

Если принять, что визуально изображение можно разделить нитью на две равные части с погрешностью до 1/5 его ширины, то погрешность наведения составит 0,005 мм. Это и есть главная погрешность при измерении поперечной сферической аберрации. С учетом других погрешностей на практике принято считать, что суммарная погрешность измерения поперечной аберрации составляет 0,01... 0,015 мм независимо от значения самой аберрации.

При измерении продольной сферической аберрации используют обе диафрагмы 5, устанавливая их на симметричных зонах относительно оси объектива 6. При наличии сферической аберрации в поле изображения микроскопа видны два тройника (рис. 1, в). Микроскоп М перемещают вдоль оси до тех пор, пока оба тройника не сольются в один. Очевидно, что в этом случае предметная плоскость микроскопа проходит через точку пересечения лучей (точнее — узких пучков лучей), идущих через зоны m контролируемого объектива. Если в первоначальном положении микроскопа его предметная плоскость была совмещена с параксиальным фокусом объектива, то значение перемещения микроскопа для различных зон есть не что иное, как продольная сферическая аберрация объектива.

Началом отсчета положения микроскопа не обязательно должна быть именно задняя фокальная плоскость, проходящая через параксиальный фокус объектива. При обработке результатов измерения сравнительно просто строят кривую продольной (или поперечной) сферической аберрации для любой другой плоскости установки известными приемами.

Так как при измерении продольной сферической аберрации используется продольная наводка, чувствительность которой ниже, чем у поперечной наводки, то в сопоставимых условиях измерение поперечной аберрации оказывается точнее, чем продольной.

Интерференционные методы измерения аберраций

Метод Тваймана. Автор предложил использовать интерферометр Майкельсона для испытания ответственных оптических деталей в процессе их ретуширования. В дальнейшем он использовал этот метод и для контроля фотообъективов. В настоящее время метод применяется для контроля различных оптических систем.

На рис. 8 а приведена схема интерферометра для контроля фотообъективов.

 

Рис. 8.

 

Параллельный пучок монохроматических лучей, выходящих из коллиматора, разделяется светоделительной пластиной на две ветви. Ветвь сравнения содержит плоское эталонное зеркало З₁, вторая ветвь – испытуемый объектив и эталонное сферическое зеркало З₂, установленное так, что его центр кривизны совпадает с задним фокусом испытуемой системы. В фокальной плоскости объектива Об возникают два изображения отверстия S (в монохроматическом свете), которые являются когерентными источниками света. Если интерферометр отрегулирован так, что эти изображения накладываются друг на друга, то возникает интерференционная картина, которая локализуется в плоскости зеркала З₁, имеющего регулировку. Удаление зеркала от светоделительной пластинки должно равняться удалению испытуемой системы, чтобы получить максимальный контраст интерференционной картины. Картина рассматривается в той же схеме при введенной линзе Бертрана (ЛБ) и характеризует волновые аберрации в зрачке системы. Возникающая в интерферометре картина является результатом наложения плоского волнового фронта W и почти плоского деформированного от аберраций волнового фронта W’. Если ошибки волнового фронта носят зональный характер, интерференционная картина будет иметь вид размытых колец с ценой полосы l/2 (рис.8 б). По картине можно построить профиль волнового фронта. При уменьшении величины аберрации кольца расширяются, и при аберрации l/2 одно кольцо займет все поле зрения, тогда измерение станет невозможным. Таким образом, классический метод имеет низкую чувствительность.

Для повышения чувствительности в современных приборах смещают зеркало З₂ в поперечном и продольном направлениях. При продольном смещении плоский волновой фронт заменяется сферическим, возникают кольца Ньютона, которые будут присутствовать даже при идеальной контролируемой системе. Качество системы оценивается по искривлению колец и изменению расстояния между ними. Ширину колец регулируют величиной смещения зеркала. Поперечное смещение зеркала приводит к появлению полос равной толщины, которые искривляются при наличии аберраций. Чувствительность метода повышается до 1/10¸1/20 длины волны.

Для оценки полевых аберраций испытуемая система должна поворачиваться вокруг задней узловой точки. Хроматическую аберрацию определяют, используя разные монохроматические источники света. Дисторсию оценивают с помощью специального компенсационного устройства, а астигматизм и кривизну изображения находят путем последовательного совмещения центра кривизны зеркала З₂ с меридиональным и сагиттальным фокусами испытуемой системы по величине перемещения зеркала при переходе от одного положения к другому.

Контроль других систем и деталей возможен при изменении правой ветви интерферометра. Для испытания микрообъективов используется полусферическое зеркало З₂ (рис.8 в), на диаметральную плоскость которого, совмещаемую с предметной плоскостью испытуемого объектива, помещают покровное стекло. Перед объективом устанавливают отрицательную систему Л для создания расходящегося пучка лучей в соответствии с длиной тубуса объектива.

Объективы зрительных труб и другие малоапертурные системы контролировать этим методом нельзя, так как точность падает с уменьшением апертуры системы.

На рис.8, г и д приведены схемы правок ветви интерферометра для контроля вогнутых и выпуклых параболоидов. Испытуемые системы должны иметь зеркальное покрытие. Искривление интерференционных полос здесь соответствует учетверенной деформации поверхности, т.е. цена интерференционной полосы равна l/4. При контроле пластин и призм зеркало З₂ – плоское (рис.8, е, ж), поэтому для получения полос равной толщины его надо наклонить. В случае контроля плоских поверхностей последнюю помещают вместо зеркала З₂ .

Недостатком большинства схем для контроля асферических поверхностей является необходимость сложной юстировки ветви по определенной методике и использование зеркала З₂ очень больших размеров и сложной формы (рис.8, д). Более выгодно применять компенсационные схемы. При контроле вогнутых и выпуклых асферических поверхностей из вершинного центра кривизны в качестве компенсатора можно использовать эталонный мениск небольшого диаметра, имеющий сферическую и асферическую поверхности. Для асферических поверхностей второго порядка в качестве компенсатора можно использовать, кроме того, вторую поверхность детали или установленную на вторую поверхность с применением иммерсии дополнительную компенсирующую пластину. Исследование ведется в проходящем свете в схеме, аналогичной схеме рис.8 а, или в автоколлимационной схеме при отражении света от контролируемой поверхности, играющей роль зеркала З₂. При определенных параметрах схемы (d, n, S) компенсирующей может оказаться и плоская поверхность (рис.8 з).

Иммерсионные жидкости применяются также для обеспечения возможности контроля параболоидов и эллипсоидов с большими апертурными углами. Преломляющие поверхности этого типа дают в параллельном пучке безаберрационные изображения, если выполнены следующие условия:

(39)

где e – эксцентриситет кривой, a – величина полуоси, l’ - расстояние от вершины преломляющей поверхности до фокуса. Что касается показателей преломления, то для эллипсоида n – показатель преломления среды, а n’ – показатель преломления материала детали, для гиперболоида, наоборот, n относится к детали, в n’ – к среде.

Деталь заключается в иммерсию с обеих сторон. Иммерсия с одной стороны детали (рис.8 и) устраняет влияние неконтролируемой поверхности, а вторая иммерсия позволяет удовлетворить условиям (39). Метод используется при контроле выпуклых и вогнутых поверхностей.

К недостаткам компенсаторов можно отнести следующее: требуется расчет цены интерференционной полосы, зависящей от показателей преломления n и n’ и угла падения луча; показатели преломления иммерсии должны подгоняться с точностью до 3×10^-5 на 1 мм толщины; требуется термостатирование иммерсионного узла.

Компенсационные схемы этого типа, кроме интерферометра Майкельсона, могут использоваться в интерферометрах с эталонной сферой (см. рис.41, ч.1 настоящего курса лекций), если для расширения их возможностей требуется контролировать выпуклые поверхности в схеме для измерения вогнутых в отраженном или проходящем сквозь контролируемую деталь свете, а также в теневом методе ножа или при контроле по виду дифракционного изображения точки.

Метод Тваймана, кроме видимой области, используется в инфракрасной и ультрафиолетовой областях (0,25-1,1 мкм) с применением оптики из кварца и флюорита. В первом случае используется электронно-оптический преобразователь, а во втором – фотографический метод измерения. Предварительная регулировка интерферометра ведется в видимом свете.

Достоинства метода Тваймана: универсальность, хорошая точность (l/20). Недостатки: прибор дорогой, так как З₁, З₂ и светоделительная пластинка должны быть хорошего качества; интерферометр чувствителен к вибрациям, температурным колебаниям; юстировка интерферометра сложна; требуются яркие монохроматические источники света.

Разноплечий интерферометр. Работает также по методу Тваймана.

 

Рис. 9. Источник света

 

Источник света проецируется микрообъективом МО в точку O, совпадающую с центром кривизны Р зеркала З₁ и сопряженную с центром кривизны Р’ испытуемой поверхности ИП. Использование в качестве источника света оптико-квантовых генераторов ОКГ в одномодовом режиме позволяет работать с большой разностью хода в ветвях (до 30 м), поэтому ветвь сравнения, содержащая зеркало З₁ может быть компактной при контроле поверхностей даже с очень большим радиусом кривизны. Интерферометр монтируется в виде отдельного узла, который приставляется на нужном расстоянии к контролируемой детали. Пунктиром обозначены линзы, компенсирующие аберрации кубика в сходящемся пучке лучей при больших апертурах. Кубик имеет углы, отличные от 90°, для устранения побочных интерференционных картин. При настройке прибора наблюдение картины ведется в микроскоп М, а при испытании фотографируется с помощью приставной фотокамеры. Прибор позволяет контролировать плоские, вогнутые сферические и асферические (последние – в компенсационной схеме) поверхности, в частности у крупногабаритных деталей.

Интерферометр с рассеивающей пластинкой. По типу этот интерферометр относится к интерферометрам сдвига, так как реальный волновой фронт и фронт сравнения образуются из одного пучка лучей, и обе ветви совмещены. Свет от ОКГ (рис.10) с помощью линзы Л и микрообъектива МО собирается в точку S. Линза ПЛ создает параллельный пучок, который после отражения от светоделительной пластинки СП проходит через рассеивающую пластинку РП, расположенную перед испытуемой поверхностью. РП обладает осевой симметрией, т.е. каждому центру R, расположенному по одну сторону от центра симметрии, должен соответствовать такой же центр R’ по другую сторону на том же расстоянии. Центр симметрии совмещают с задним фокусом испытуемой системы. Рассеивающие центры пластинки часть света рассеивают, заполняя всю апертуру ИП, а часть – пропускают без изменения направления. После отражения от ИП обе части соберутся в симметричных точках, где они частично снова рассеиваются, а частично проходят без изменения. Часть света, претерпевшая только второе рассеяние, создает пучок сравнения с идеальным сферическим волновым фронтом. Направленная компонента другой части, рассеянной в первый раз, создает реальный волновой фронт, искаженный в соответствии с дефектами ИП.

 

Рис. 10. Интерферометр с рассеивающей пластинкой

 

Накладываясь друг на друга, волновые фронты будут интерферировать. Картина рассматривается в телескопическую лупу ТЛ, сфокусированную на поверхность ИП. При фотографировании лупа заменяется фотокамерой. Яркость картины регулируется поворотом поляроида П (свет ОКГ поляризован). Все элементы, кроме ОКГ, Л и ИП, собираются на общем основании, имеющем необходимые подвижки.

Ширина интерференционных колец регулируется перемещением пластинки вдоль оси. При поперечном смещении центра симметрии с оси возможно наблюдение в системе полос. Кроме поверхностей можно контролировать и оптические системы, заменив ИП плоским зеркалом и поместив систему между зеркалом и РП. Зеркало должно быть хорошего качества. Контраст интерференционной картины и заполнение апертуры зависят от свойств РП. Она изготовляется путем контактного двойного фотографирования матированной пластинки (с поворотом на 180° между экспозициями) на фотопластинку в сходящемся пучке лучей от лазера, апертура которого должна быть не менее апертуры ИП. После проявления пластинка отбеливается и становится прозрачной, рассеивающей 20% света. Центр симметрии обозначается крестом.

Прибор применяется в тех же случаях, что и неравноплечий интерферометр, но имеет ряд преимуществ: простота конструкции, отсутствие погрешностей от аберраций прибора, возможность контроля более высокоапертурных систем, большая устойчивость к внешним воздействиям, возможность использования мощных ОКГ в многомодовом режиме.

Голографический метод. Для голографического интерференционного метода при высокой точности необходимы сравнительно простые схемы, к элементам которых предъявляются довольно свободные требования. Для контроля выпуклых и вогнутых поверхностей средних диаметров может использоваться схема рис. 11

Рис. 11. Голографический метод

Из коллиматора 1 широкий параллельный пучок лазерного света (осветительная часть аналогична схеме рис.9) направляется к пластине 2, которая де­лит его на рабочий, идущий к объективу 3 и кон­тролируемой детали 4, и опорный, идущий к зер­калу 5. Центр кривизны контролируемой поверхно­сти совмещен с фокусом объектива 3. Оба пучка встречаются на фотопластинке 6, образуя голографическую запись интерферирующих волн. Снача­ла вместо детали устанавливают образцовую поверхность, получают эталонную голограмму, затем, поместив полученную голограмму в положение 6 и заменив образцовую поверхность контролируемой, наблюдают интерференционную картину, расположив глаз за голо­граммой в направлении рабочего пучка.

Точность зависит от совпадений форм контролируемой и образцовой поверхностей. При испытании вогнутых поверхностей деталь устанавливается в положение, указанное пунктиром, с пунктирным же ходом лучей (объектив 3 не используется).

Возможен контроль шлифованных поверхностей. Для этого из всего диффузно-рассеянного пучка необходимо выделить нерассеянную составляющую, волновой фронт которой не зависит от микрорельефа и определяется только формой поверхности. Используется несколько способов: рассматривают картину на экране на большом расстоянии от голограммы (до экрана дойдет в основном нерассеянная составляющая); в фокусе детали (точка Т) помещают диафрагму с малым отверстием, отрезающую рассеянный свет; контроль ведут в отраженном пучке при большом угле падения света на поверхность.

Голографический метод применяется для контроля плоских, сферических и асферических поверхностей.

Раздел основан на источнике (2).

 

Теневой метод

Метод обнаружения оптических неоднородностей в прозрачных преломляющих средах и дефектов отражающих поверхностей. Впервые предложен в 1857 Л. Фуко (L.Foucault) для отражающих поверхностей. В 1867 А. Тендером (A.Toepier) этот метод был усовершенствован при исследовании прозрачных преломляющих сред.

Рис. 12. Теневой метод

В теневом методе пучок лучей от точечного или щелевого источника света линзой или системой линз и зеркал, направляется через исследуемый объект (3) и фокусируется на непрозрачной преграде (5) с острой кромкой, так что изображение источника проецируется на самом краю преграды. Если в исследуемом объекте нет оптических неоднородностей, то все идущие от него лучи задерживаются преградой. При наличии оптической неоднородности (4) лучи будут рассеиваться ею и часть их, отклонившись, пройдёт выше преграды. Поставив за ней проекционный объектив (6) или окуляр, можно на экране (7) получить изображение неоднородностей (8) или наблюдать их визуально. Иногда вместо точечного источника света и ножа Фуко применяют оптически сопряжённые решётки, перекрывающие ход лучам в отсутствие на их пути неоднородностей. Применяются также решётки со щелями в виде цветных светофильтров, позволяющие нагляднее определять характер оптических неоднородностей. Получение менее контрастной картины зон изменения оптических плотностей объекта возможно без перекрытия лучей ножом Фуко или решётками. Просвечивание объекта двумя оптическими системами, установленными под углом друг к другу, позволяет получать стереоскопии, картину распределения неоднородностей в объекте.

Раздел основан на источнике (4).

 

 

Заключение

Величина аберрации может быть получена как сравнением координат лучей путём непосредственного расчёта по точным геометро-оптическим формулам, так и приближённо — с помощью формул теории аберраций.

При этом возможно характеризовать аберрацию как критериями лучевой оптики, так и на основе представлений волновой оптики. В первом случае отступление от гомоцентричности выражается через представление о геометрических аберрациях и фигурах рассеяния лучей в изображениях точек. Во втором случае оценивается деформация прошедшей через оптическую систему сферической световой волны, вводя представление о волновых аберрациях. Оба способа описания взаимосвязаны, описывают одно и то же состояние и различаются лишь формой описания.

 

Список литературы

1. Афанасьев В.А. Оптические измерения: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. И доп. — М.: Высш. Школа, 1981. — 229 с., ил.

2. Похорова Т.Г. Оптические измерения. Часть III, Конспект лекций — Ленинградский институт точной механики и оптики, 1976

3. https://dmicro.ru/articles/aberratsii/#:~:text=Аберрации%20в%20оптических%20системах%20–%20погрешность,идти%20в%20идеальной%20оптической%20системе.

4. https://femto.com.ua/articles/part_2/4006.html#:~:text=ТЕНЕВОЙ%20МЕТОД%20-метод%20обнаружения%20оптич,Впервые%20предложен%20в%201857%20Л.&text=Toepier)%20этот%20метод%20был%20усовершенствован%20при%20исследовании%20прозрачных%20преломляющих%20сред.