МАЛОГАБАРИТНЫЙ ОБЪЕКТИВ-КОЛЛИМАТОР Российский патент 1994 года по МПК G02B9/04 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, и может быть использовано для создания согласующих устройств световодных трактов систем связи и передачи информации.

Известен волоконно-оптический разъем [2] , содержащий концы волоконных световодов и сопряженные с ними полусферические линзы, установленные соосно на расстоянии одна от другой, полусферические линзы выполнены двухслойными, причем n_c, < n₁, < n₂, где n_c, n₁, n₂ - показатели преломления соответственно сердечника световода, сопряженного с сердечником, слоя полусферической линзы и второго - внешнего слоя полусферической линзы.

В качестве прототипа выбран малогабаритный объектив-коллиматор [2] , который содержит два склеенных компонента, первый из которых включает двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, а второй представляет собой двояковыпуклую линзу, склеенную из двояковыпуклой линзы и отрицательного мениска.

Но данный объектив не обеспечивает требуемого качества изображения, имеет крутые радиусы, поэтому является не технологичным.

Сущность изобретения заключается в том, что малогабаритный объектив-коллиматор, содержащий два склеенных положительных компонента, первый из которых включает двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, а второй - двояковыпуклую и отрицательную линзы, отрицательная линза второго компонента выполнена двояковогнутой, радиусы двояковыпуклых линз - равными, а компоненты - идентичными, причем разность показателей преломления материалов линз компонентов не превышает 0,1, а разность коэффициентов средних дисперсий - 6,0.

Целью изобретения является увеличение рабочего отрезка, повышение технологичности при улучшении качества изображения.

Отрицательная линза второго компонента выполнена двояковогнутой для увеличения рабочего отрезка, для коррекции кривизны изображения и астигматизма.

Радиусы двояковыпуклых линз выполнены равными, а компоненты - идентичными, что повышает технологичность объектива.

В объективе используются два компонента, что обеспечивает увеличение апертуры, следовательно, увеличение разрешающей способности при диафракционном качестве изображения. Исходя из наличия стокол в ГОСТе 13659-78, приходит к выводу, что разность показателей преломления каждого мениска не превышает 0,1, а разность коэффициентов средних дисперсий - 6,0, что обеспечивает коррекцию хроматических аберраций, сферохроматизма, а также сферической аберрации третьего и высших порядков для точки на оси.

Общая компановка объектива обеспечивает получение большого заднего фокального отрезка при хорошем качестве изображения.

На фиг. 1 дана оптическая схема малогабаритного объектива-коллиматора с конструктивными данными, где 1 и 2 - соответственно первый и второй склеенные компоненты. Первый компонент склеен из двояковыпуклой 3 и двояковогнутой 4 линз. Второй компонент идентичен первому и склеен из двояковыпуклой 5 и двояковогнутой 6 линз.

На фиг. 2 представлены графики его аберраций.

В качестве конкретного примера рассчитаны малогабаритный объектив-коллиматор со следующими характеристиками: Фокусное расстояние, мм 8,1 Задний фокальный отрезок, мм 4,1 Длина объектива, мм 6,6 Задняя апертура 0,28
Объектив обладает следующим качеством изображения.

Объектив работает в спектральном диапазоне от 1,3 до 1,6 мкм.

Продольная сферическая аберрация во всем спектральном диапазоне не превышает 0,018 мм.

Хроматизм положения для точки на оси равен 0,003 мм.

Величина изображения мала, составляет 0,1 мм. Объектив имеет дифракционное качество изображения.

Среднеквадратическая волновая аберрация по спектральному интервалу, полю и зрачку без учета расфокусировки, дисторсии и кривизны изображения равна 0,025 λ Число Штреля равно 0,96. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1275349, кл. G 02 B 6/24, 1978.

2. Заявка ФРГ N 1572701, кл. G 02 B 9/04, 1971.

Использование: изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для создания согласующих устройств световодных трактов систем связи и передачи информации. Сущность изобретения: объектив-коллиматор содержит два положительных мениска, обращенных вогнутостью к изображению. Первый мениск выполнен склеенным из двояковыпуклой линзы с равными радиусами и двояковогнутой, второй миниск выполнен идентично первому, причем разность показателей преломления каждого мениска не превышает 0,1, а разность коэффициентов средних дисперсий 6,0. 2 ил.

МАЛОГАБАРИТНЫЙ ОБЪЕКТИВ-КОЛЛИМАТОР , содеpжащий два склеенных положительных компонента, пеpвый из котоpых включает двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, а втоpой - двояковыпуклую и отpицательную линзы, отличающийся тем, что, с целью увеличения pабочего отpезка, повышения технологичности пpи улучшении качества изобpажения, отpицательная линза втоpого компонента выполнена двояковогнутой, pадиусы двояковыпуклых линз - pавными, а компоненты - идентичными, пpичем pазность показателей пpеломления матеpиалов линз компонентов не пpевышает 0,1, а pазность коэффициентов сpедних диспеpсий 6,0.