Таблица 5.6

Эсновные данные материалов на основе щелочно-галоидных соединений

вносит значительную хроматическую аберрацию, ухудшающую разрешающую способность на 1 мрад, это все же намного лучше простой системы зеркало- обтекатель, разрешающая способность которой превышает 6 мрад.

Изучение системы, состоящей из первичного зеркала и вторичного зеркала с задней отражающей поверхностью (рис. 5.8, в), показало, что сферическая аберрация сильно изменяется в зависимости от радиуса кривизны линзы. Применение зеркала с отражающей задней поверхностью устраняет остаточную сферическую аберрацию и тогда обтекатель можно выбирать без учета вносимых им искажений. Для уменьшения комы может быть испол-зована корректирующая линза.

Зеркально-линзовая фокусирующая система, показанная на рис. 5.8, в, состоит из обтекателя, изготовленного из плавленого кварца, сферического, первичного зеркала, вторичного зеркала из трехсернистого мышьяка, на заднюю поверхность которого нанесен слой серебра, и корректирующей линзы из трехсернистого мышьяка. Для пучков, наклоненных к оси под углом 4°, разрешающая способность этой системы около 4 мрад. Хроматическая аберрация увеличивает размер пятна не более чем на 0,5 мрад.

Исследования зеркально-линзовых оптических систем показали, что подбором места расположения корректирующей линзы и выбором ее кривизны и оптической силы первичная кома и астигматизм могут быть уменьшены до нуля. В широком диапазоне изменения положения линзы оптимальное отношение /ooZ-DoG составляет 1,25. Для получения нулевой кривизны фокальной поверхности корректирующая линза должна находиться от зеркала на расстоянии, составляющем 20% от эффективного фокусного расстоиния. Это приводит к благоприятным геометрическим соотношениям, так как корректирующая линза помещается вблизи фокальной плоскости.

Для изготовления зеркал с наружным покрытием применяют серебро, золото, медь и алюминий. Средний коэффициент отражения всех четырех металлов в диапазоне 1 ... 10 мкм лежит в пределах 0,95 ... 0,98 и мало зависит От длины волны. Наиболее часто применяют алюминий высокой чистоты, осаждаемый в вакууме. По сравнению с другими металлами, имеющими высокий коэффициент отражения, алюминий легко испаряется и обладает Лучшей адгезией к стеклу и пластмассам.

Для обеспечения надежной защиты зеркального слоя его покрывают специальными пленками, например моноокисью кремния SiO. Второй способ создания защитного слоя на испаренном алюминии заключается в применении анодного процесса, с помощью которого увеличивается до необходимой

f>HC б 9 Зеркально-лиизовые фокусирующие системы для инфракрасной области спектра.

степени толщина пленки окиси алюминия, образующейся в естественных условиях.

В табл. 5.7 приведены основные параметры зеркально-линзовых фокусирующих систем для инфракрасной области спектра (фирм Servo Corporation Amer . и Barnes Engineering Сотр. ). Соответствующие этой таблице эскизы фокусирующих систем показаны иа рис. 5.9.

Минимальный угловой размер Д пятна остаточных абберраций, образуемого на оси сферическим зеркалом, выражается приближенной формулой

(34] -g- 7,8 . 10- (/об/Роб)-® рад, или (в угловых секундах) Д

= 1600 (/об/Роб)- .

Ошибка приближения не превышает 3% даже для светосильного зеркала (/об/Ьоб = 1). а у более длиннофокусных систем приближение к истинному значению еще меньше.

Для расчета составляющих величины Д при различных углах визирования для простейшей зеркальной фокусирующей системы (без обтекателя)

Таблица 5.7

Зеркально-линзовые фокусирующие системы для инфракрасной области спектра

Примечание: 0°и10° - углы наклона пучков.

Рис. 5.10. Номограмма для расчета углового размера пятна остаточных аберраций простейшей зеркальной фокусирующей системы без обтекателя (см, рис. 5.8, а).

±го

§ ±10

Оглодай размер пятна рассеиВ.,рад.

используют иомограмму, изображенную иа рис. 5.10. Так, например, для сферического рефлектора эффективным диаметром DqO = 127 мм и фокусным расстоянием /об = 254 мм (/об/Ооб = 2) при угле визирования ±10° сферическая аберрация составляет 10 рад, кома 2,7 . 10 рад и астигматизм 7,6 . 10 * рад. Суммарный угловой размер пятна остаточных аберраций Д = 11,4 рад.

Применяют также следующие формулы для расчета составляющих углового размера пятна остаточных аберраций зеркальных фокусирующих систем (сферическое зеркало).

Дифракционный предел А = 2,44x/Do6, где X - длина волны излучения; Do6 - эффективный диаметр зеркала.

Сферическая аберрация Д/2 = 0,0078 (/об/Ооб)~;

кома Д/2 = 0,0625 ф (/об/Ооб)-;

астигматизм Д/2 = 0,5ф2 (/об Зоб)~. где ф - угол визирования.

Для фокусировки излучения лазера служат линзовые, отражательные и смешанные оптические системы. Примером системы первого типа является телескопическая система, изображенная иа рис. 5.11, а. Ее основными элементами являются двухлинзовый объектив 7 и двояковыпуклая линза 5. Лучи, проходящие через линзу, падают нормально иа итерференциоиный

Рис. 5.11. Схемы линзовых телескопических систем.