pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTU10.21122/2220-9506-2017-8-4-7-16pimi-342Research ArticleСредства измеренийMeasuring instrumentsРАСЧЕТ СВЕТОЗАЩИТНОЙ БЛЕНДЫ ДВУХЗЕРКАЛЬНОГО ЗАФОКАЛЬНОГО ОБЪЕКТИВАCALCULATION OF A GLARE STOP FOR TWO-MIRROR EXTRA-FOCAL OBJECTIVEСамбраноЛ. Ф.ZambranoL. F.

Адрес для переписки: Самбрано Л.Ф. – Белорусский национальный технический университет, пр-т Независимости, 65, г. Минск 220013,   e-mail: luzzambrano73@mail.com

Address for correspondence: Zambrano L.F. – Belarusian National Technical University, Nezavisimosty Ave., 65, Minsk 220013, Belarus    e-mail: luzzambrano73@mail.com

luzzambrano73@mail.comАртюхинаН. К.ArtyukhinaN. K.ПерoсаЛ. В.PerozaL. V.Белорусский национальный технический университет; Национальный центр оптических технологийВенесуэлаBelarusian National Technical University; National Center of Optical Technologies,Venezuela, Bolivarian Republic ofБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus20171512201784327333Copyright © Самбрано Л.Ф., Артюхина Н.К., Перoса Л.В., 20172017Самбрано Л.Ф., Артюхина Н.К., Перoса Л.В.Zambrano L.F., Artyukhina N.K., Peroza L.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://pimi.bntu.by/jour/article/view/342

В последнее время усилия по совершенствованию оптических характеристик зеркальной оптики направлены на использование канонических зеркальных схем, содержащих асферические поверхности и обладающих коррекционными возможностями аберраций. При этом большое внимание уделяется разработке новых оптических систем двухзеркальных объективов. Одним из перспективных направлений наряду с повышением качества изображения объективов является разработка мероприятий для защиты плоскости изображения от попадания постороннего света и вредных потоков при минимальном виньетировании и экранировании. Единственным методом устранения или хотя бы уменьшения этих неконструктивных лучей является установка светозащитных бленд. Целью работы являлось усовершенствование методики построения бленды и создание алгоритма расчета построения бленды для защиты плоскости изображения на основе двухзеркальных зафокальных объективов. Исследование проводилось в два этапа. В ходе первого этапа получены положения плоскостей экранирования и промежуточного изображения, а также коэффициент центрального экранирования. На втором этапе предложено конструктивное расположение бленды, получены соответствующие формулы расчета путем геометрических построений, составлен алгоритм расчета. Установлена связь коэффициента линейного экранирования с расстоянием между поверхностями зеркал и высотами нулевых лучей. Представлена диаграмма виньетирования для двухзеркального зафокального объектива с относительным отверстием D/f´ = 1 : 1,3 и угловым полем 2ω = 4°: виньетирование для наклонных Q пучков лучей порядка k= 0,56.

Recently, efforts to improve optical characteristics in canonical mirror systems, including aspherical surfaces and corrective aberration capabilities. At the same time, much attention is paid to the development of new optical schemes of two-mirror objectives. Development measures to protect the image plane from stray light and harmful flows with minimal vignetting and screening is one of the most perspective ways for improving the image quality objectives. The only method to eliminate or even reduce these non-constructive rays is to set glare stops. The aim of the work was an improving method for constructing a glare stop to protect the image plane and the creation of a calculation algorithm of glare stop for protecting the image plane based on two-mirror extra-focal objectives.

The study was conducted in two stages. In the course of the first stage, the positions of screening and intermediate image plane were obtained, as well as the central screening coefficient. At the second stage, an arrangement for the position of glare stop is proposed using the algorithm calculation. Thus, mathematical expressions were achieved by geometric constructions. The relation of the screening coefficient with the distance between the surfaces of the mirrors and the height of the paraxial rays is established. А representation of vignetting diagram for two-mirror extra-focal objective with D/f´ = 1 : 1,3 and 2ω = 4° was realized. The Q estimation of vignetting of inclined light beams is k= 0,56.

зеркальный объективблендавредный светвиньетированиеmirror objectiveglare stopharmful lightvignettinglight scatteringReferencesАртюхина, Н.К. Теория, методы проектирования и расчет зеркальных систем : монография / Н.К. Артюхина. – Минск : БНТУ, 2009. – 309 с.Artyukhina N.K. Teoriya, metody proektirovaniya i raschet zerkal’nykh sistem [Theory, methods of design and calculation of mirror systems: monograph]. Minsk, BNTU Publ., 2009, 309 p (in Russian).Smith, Warren J. «Stops and Apertures» of Modern optical engineering / Warren J. Smith. – 3rd ed. – NewYork : McGraw-Hill, 2000. – Chapter 6. – Р. 147–148.Smith Warren J. «Stops and Apertures» of Modern optical engineering. 3rd ed. NewYork, McGraw-Hill, 2000, chapter 6, pp. 147–148.Якушенков, Ю.Г. Проектирование оптико-электронных приборов / Ю.Б. Павулюсов, С.А. Родионов, В.П. Солдатов [и др.] ; под ред. Ю.Г. Якушенкова. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – М. : Логос, 2000. – 488 c.: ил.Yakushenkov Yu.G., Pavulyusov Yu.B., Rodionov S.A., Soldatov V.P. Proektirovanie optikoelektronnykh priborov [Design of Optoelectronic Devices: A Textbook]. 2sd ed., Moscow, Logoc Publ., 2000, 488 p (in Russian).Филиппова, О.В. Оптимизация конструкции светозащитной бленды прибора звездной ориентации / О.В. Филиппова, Р.В. Бессонов, Г.А. Аванесов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2014. – Т. 11. – № 2. – С. 165–174.Filippova O.V., Bessonov R.V., Avanesov G.A. [Development of effective light-protective baffle construction for star tracker]. Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa [Current problems in remote sensing of the Earth from space], 2014, vol. 11, no. 2, pp. 165–174 (in Russian).Robert P. Breault. «Control of stray light» of Handbook of Optics / Robert P. Breault // Fundamentals, techniques, and design. – Vol. 1. – New York : McGraw-Hill, 1995. – Chapter 38.Robert P. Breault. «Control of stray light» of Handbook of Optics. Fundamentals, techniques, and design, vol. 1., New York, McGraw-Hill Publ., 1995, сhapter 38.Romanov, A.E. Using hoods with conical diaphrams as part of a topographic apparatus complex / A.E. Romanov, E.V. Isaeva // Journal of Optical Technology. – 2005. – Vol. 72, issue 6. – P. 455–459. doi: 10.1364/JOT.72.000455Romanov A.E., Isaeva E.V. Using hoods with conical diaphrams as part of a topographic apparatus complex. Journal of Optical Technology, 2005, vol. 72, issue 6, pp. 455–459. doi: 10.1364/JOT.72.000455Romanov, A.E. Modeling multiple reflections in hoods with conical stops / A.E. Romanov // Journal of Optical Technology. – 2007. – Vol. 74, issue 7. – Р. 471–475. doi: 10.1364/JOT.74.000471Romanov A.E. Modeling multiple reflections in hoods with conical stops. Journal of Optical Technology, 2007, vol. 74, issue 7, pp. 471–475. doi: 10.1364/JOT.74.000471Артюхина, Н.К. Двухзеркальный зафокальный светосильный объектив / Н.К. Артюхина, В.А. Марчик, Л.Ф. Самбрано // Вестник НТУУ «КПИ»». Серия «Приборостроение». Киев, 2016. № 56.– С.21 – 25.Artyukhina N.K., Marchik V.A. Zambrano L.F. [Two-Mirror High-Aperture Extra-Focal Lens]. Vesnitk NTUU «KPI» Seriya priborostroyeniye [Herald NTUU «KPI»]. Kiev, 2016. vol. 56, pp. 21–25 (in Russian).Артюхина, Н.К. Принципы построения светозащитных бленд и методика расчета диаграмм виньетирования в четырехзеркальных анастигматах Н.К. Артюхина // Вестник НТУУ «КПИ»». Серия «Приборостроение». – Киев, 2010. – Вып. № 39. – С. 34–41.Artyukhina N.K. [The designs of glare stops from extraneous light and vignetting diagram principles of four-mirrors anastigmats]. Vestnik NTUU «KPI». Seriya «Priborostroenie» [Herald NTUU «KPI»]. Kiev, 2010, vol. 39, pp. 34–41 (in Russian).Заказнов, Н.П. Теория оптических систем / Н.П. Заказнов, С.И. Кирюшин, В.Н. Кузичев. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1992. – 448 с.Zakaznov N.P., Kiryushin S.I., Kuzichev V.N. Teoriya opticheskikh sistem [Theory of Optical Systems]. 3rd ed., Moscow, Mechanical Engineering Press., 1992, 448 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.