Содержание отчета

1. Схема собираемой и юстируемой зрительной трубы с ходом лучей (рис.1).

2. Схемы контроля правильности положения элементов оптической системы относительно друг друга (рис.2,3,4).

3. Краткое изложение последовательности выполнения операций.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какое основное требование к зрительной трубе с точки зрения ее назначения?

2. Чем при сборке обеспечивается качество изображения, наблюдае­мого в трубу?

3. Каким образом при сборке обеспечивается центрировка оптиче­ской системы трубы?

4. Какова роль объектива, коллектива, линз оборачивающей системы и окуляра в оптической системе зрительной трубы?

5. Каково взаимоположение элементов оптической системы зритель­ной трубы вдоль оси и чем оно обеспечивается при сборке?

6. Что определяет требование телескопичности трубы?

7. Почему при подборе втулки 7 используется диоптрийная трубка (рис.2), а при подборе втулки 5 - микроскоп (рис.3)?

8. Для чего необходима диоптрийная трубка в схеме контроля (рис.2)? Можно ли обойтись без трубки?

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бардин А.Н. Сборка я юстировка оптических приборов. М. ВШ, 1968.

2. Погарев Г.В. Юстировка оптических приборов. М. Машиностроение, 1982.

3. Оптический журнал. 1995 №10 32-35.

4. Ефремов А.А. Сборка оптических приборов. М. Высшая школа. 1983.

Точечная диафрагма помещается в фокальной плоскости микрообъектива и предназначена для пространственной фильтрации лазерного излучения с целью устранения в выходном пучке нежелательных изменений интенсивности, т.е. для выравнивания интенсивности по поперечному сечению пучка.

Для того, чтобы осуществить пространственную фильтрацию только на нулевой пространственной частоте необходимо, чтобы диаметр отверстия диафрагмы был не больше диаметра зоны центрального максимума в дифракционной картине в фокальной плоскости.

Зона центрального максимума имеет радиус, определяемый по формуле:

(13)

где - длина волны излучения (для используемого лазера =0,6328 мкм);

U- апертура микрообъектива.

Описание элементов системы расширения и коллимации пучка лазерного излучения

В комплект оптической скамьи входят узлы для образования системы расширения и коллимации лазерного пучка:

- узел крепления микрообъектива и точечной диафрагмы;

- длиннофокусный объектив (при необходимости можно использовать и другие объективы, устанавливая их в универсальную оправу).

Для установки лазера имеются стойки.

Для сборки и юстировки на оптической скамье системы, формирующей вдоль оси скамьи, очищенный пучок лазерного излучения заданного диаметра (или заданной расходимости) необходимо установить входящие в систему элементы (рис.7, рис.9) так, чтобы,: микрообъектив и объектив образовывали совместно телескопическую систему, а точечная диафрагма была помещена в осевом направлении точно в фокальной плоскости микрообъектива, а в поперечных направлениях так, чтобы ее отверстие было установлено точно против дифракционного максимума нулевого порядка.

Трудности при выполнении юстировки данной системы заключаются в следующем:

- при децентрировке какого-либо из компонентов телескопической системы направление пучка на выходе системы будет отличаться от заданного, т.е. нужно следить за тем, чтобы при установке компоненты не смещали ось пучка излучения с заданного направления;

- из-за малой величины отверстия в точечной диафрагме нелегко сразу поместить его в нужное положение, при этом если отверстие находится на оси, но не в фокальной плоскости (рис.10), то излучение через него проходит, но при этом большая его часть задерживается экраном. Если же отверстие смещено с оси. то практически излучение дальше не проходит;

составляющей. Причем, с увеличением частоты, расстояние максимума от оси увеличивается и интенсивность его падает.

Из теории и экспериментов следует, что если решетка будет иметь прозрачность, изменяющуюся по гармоническому закону (рис. 8 б, в), то кроме максимума 0-го порядка будут наблюдаться только максимумы 1-го порядка, и чем больше частота гармонической решетки, тем на большее расстояние от 0-го максимума отстоят боковые максимумы.

Частоты гармонических составляющих в ряде Фурье имеет значение в целое число раз большее (в 1, 2, 3 и т. д.), чем частота разлагаемой в ряд Фурье функции. Следует иметь в виду, что здесь идет речь о функции, изменяющейся периодически в пространстве (а не во времени), и следовательно, период таких функций имеет размерность линейной величины (например мм). Величина, обратная пространственному периоду называется пространственной частотой, которая имеет размерность [1/мм]

P=1/d (12)

Более мелким пространственным элементам соответствуют более высокие пространственные частоты. Это относится не только к периодическому изменению интенсивности, но и к изменению по любому закону. Так загрязнения, пылинки располагаются на оптических поверхностях, случайным образом и соответственно по произвольному закону экранизируют пучок.

На основании дифракционной теории образования изображения распределение интенсивности в изображении можно представить себе как результат интерференции различных частей общего пучка, создавших максимумы излучения в фокальной плоскости.

Если в фокальной плоскости перекрыть (экранировать) максимумы отдельных дифракционных порядков, то в этом случае в плоскости изображения, те составляющие с соответствующими пространственными частотами, которые «изъяты» из образования изображения, будут отсутствовать. Т.е. детали изображения с поперечными размерами, соответствующими «изъятой» пространственной частоте не будет воспроизведены и вследствие этого вид изображения в той или иной степени будет отличаться от предмета.

Нулевой пространственной частоте соответствует распределение интенсивности с бесконечно большим периодом, т.е. постоянная интенсивность.

Если экранировать дифракционные максимумы всех порядков, кроме нулевого, то таким образом можно «очистить» пучок излучения от всех пространственных спектральных составляющих с частотами отличных от нуля, т.е. избавиться от нежелательного изменения интенсивности по перечному сечению пучка. Говорят, что в этом случае осуществляют пространственную фильтрацию излучения по нулевой частоте.