Компенсация влияния температуры на оптические системы

При изменении температуры окружающей среды изменяются параметры линзы: радиусы кривизны, показатель преломления, толщина линзы, что приводит к изменению фокусного расстояния линзы. Одновременно меняется расстояние между линзой и фотоприёмником, что может привезти к расфокусировке пучка и возникновению в линзе механических напряжений из-за разности температурного расширения линзы и оправы.

Рассмотрим, как изменяется фокусное расстояние линзы при изменении температуры на примере фотоприемного узла. На рис.61обозначено

L - Расстояние между линзой и фотоприёмником, f-фокусное расстояние, l₁ и l₂-длина распорных втулок.

Рассмотрим фокусное расстояние тонкой линзы и определим погрешности, влияющие на него.

Для нахождения погрешностей применим метод дифференцирования.

(38)

Рисунок61 - Конструкция фотоприемного узла

где

- термооптический коэффициент;

коэффициент линейного расширения материала;

коэффициент изменения показателя преломления.

Для представленного на рис.61объектива склейки эквивалентная оптическая сила линзы имеет вид:

Выбирая линзы с разными термооптическими постоянными, можно компенсировать влияние температуры на фокусное расстояние линзы. Однако расфокусировка всё равно будет иметь место из-за изменения расстояния, то есть длины корпуса.

Отсюда можно найти l₁ и l_2.

Компенсаторы зазоров в оправах объективов

Для компенсации зазоров между линзой и оправой вводятся компенсаторы (рис.62)

Рисунок 62-Компенсация зазора между линзой и оправой

где l_к - ширина компенсатора;

a_л,a_о,a_к - коэффициенты линейного расширения линзы, оправы и компенсатора;

D_л и D_о - диаметры линзы и оправы.

D_о = D_л + 2*l_к

Отсюда находим l_.к.

Проектный расчёт и проверочный расчёт прибора на точность

Дата добавления: 2014-11-16