1. При существующем многообразии оптических сред (различных марок стекол и кристаллов) исправление хроматических аберраций в многолинзовых системах принципиальных затруднений встретить не может: в предварительной стадии расчета рационально заниматься кор-рекциейлишь аберраций монохроматических и при необходимости термооптических.

2. Оптические среды, в частности марки оптических стекол, следует , выбирать с такими величинами показателей преломления, которым соответствует группа других стекол, имеющих приблизительно такие же величины показателей лреломления, но отличные дисперсии.

Возможности выполнения этого условия тем более расширились после появления группы сверхтяжелых кронов типа лантановых стекол.

3. Приведенные величины оптических сил компонентов срь т. е. вычисленных при фокусном расстоянии всей системы, равном единице (Shjcp* = 1), у светосильных систем не должны превышать численных значений порядка единицы. Невыполнение этого условия обычно приводит к нежелательно большим кривизнам преломляющих поверхностей, что является причиной возрастания аберраций высших порядков. Это требование наряду с одновременным выполнением условия Петцваля (величина Siv у светосильных и достаточно широкоугольных анастигматов должна оставаться в пределах значений 0,2-0,25, а при применении сверхтяжелых кронов - 0,15-0,20) могут удовлетворять лишь системы многолинзовые, в частности содержащие не менее двух отрицательных линз или компонентов.

С этой точки зрения, недоумение на первый взгляд могут вызвать системы, типа Зоннар д-ра Л. Бертелле, у которых лишь один компонент отрицательный..Однако более подробный их анализ показывает, что большие толщины компонентов здесь использованыД'ак параметры, позволившие уменьшить величину четвертого коэффициента Зейделя Siv. Аналогичноев свойство имеет место и в других системах этого же автора - Биогонах ; у этих систем толщины отдельных компонентов достигают 30-40% от величины фокусного расстояния объектива. При надлежащем выборе толщин даже положительная линза может иметь отрицательную составляющую коэффициента SiV.

Например* пусть радиусы г4 и г2 линзы конечной толщины d взаимосвязаны зависимостью:

где т - некоторой множитель, величина которого может изменяться в широких пределах. Воспользовавшись выражением оптической силы линзы конечной толщины, получим:

(IV, 29)

<Р = (1- m)<p0; SIV = -- ср0,

(IV, 30)

где

Если ф0 > 0 и если параметр т изменяется в пределах

0<т<1,

из (IV, 30) следует, что

<Р>0 при Siv<0. (IV, 31)*

Таким образом, при надлежащем выборе толщины положительного компонента последний способен наряду с отрицательным компонентом участвовать в коррекции коэффициента Петцваля, что способствует уменьшению кривизны преломляющих поверхностей системы и оказывается особенно полезным в короткофокусных светосильных системах.

4. Общая длина анастигмата 2d также является существенным параметром, правильный выбор которого необходим уже в стадии предварительного проектирования оптической схемы системы. Одновременное выполнение условия масштаба, Петцваля и выбор возможно малых оптических сил линз и компонентов требуют перехода к большим суммарным толщинам (2d) систем. Чем выше относительное отверстие системы, тем большей должна быть ее длина. Как показывает опыт, системы с относительными отверстиями 1 : 2-1 : 2,5 имеют собственную длину, не меньшую 0,6-0,5 от величины фокусного расстояния; эта величина возрастает приблизительно до 0,8-0,7 в системах с относительным отверстием 1 : 1,5. Конечно, мы имеем здесь в виду лишьА системы с достаточно хорошей коррекцией аберраций.

5. Разработка светосильных широкоугольных анастигматов с большим фокусным расстоянием требует применения по крайней мере че-тырех-пятикомпонентных оптических схем. Попытка сокращения числа компонентов приводит к необходимости увеличения их толщин, что делает практически невозможным реализацию системы для больших фокусных расстояний.

6. Условия исправления кривизны поверхности изображения при одновременном требовании уменьшения оптических сил линз с целью уменьшения кривизны преломляющих поверхностей в светосильных системах часто делают рациональным применение аномальной комбинации стекол: тяжелых и сверхтяжелых кронов - в положительных линзах и легких флинтов - в отрицательных линзах [3].

7.. Рационален выбор конструктивной схемы оптической системы, в которой центры кривизны преломляющих поверхностей и центр апертурной диафрагмы оказываются расположенными по одну сторону от вершин соответствующих преломляющих поверхностей. Такая конфигурация системы обеспечивает в светосильных широкоугольных схемах сравнительно малые углы падения и преломления лучей широких наклонных пучков на поверхностях системы, что является благоприятным условием хорошей коррекции полевых аберраций.

2. Светосильные объективы малых полей зрения. К этой группе мы относим системы, поля зрения которых не превышают 20°.

Теория, метод расчета и оптические свойства этой группы систем элементарны и давно изучены.

Простейшая оптическая схема объективов этой группы -система, состоящая из двух положительных компонентов, расположенных на

большом расстоянии друг от друга (см. рис. IV, 9, а). Каждый из компонентов в свою очередь представляет двухлинзовую комбинацию из положительной (кроновой) и отрицательной (флинтовой) линз. Для повышения относительного отверстия оптические силы компонентов <pt и ф2 обычно невелики, вследствие чего общая длина всего объектива, т. е. расстояние от первой поверхности до задней фокальной плоскости, приблизительно на 30-50% превышает величину фокусного расстояния объектива.

Системы представляют собой типичные апланаты, у которых вплоть до высоких относительные отверстий 1 : 2-1 : 1,5 выполнена коррекция сферической и хроматической аберраций и удовлетворено условие изоплантизма. Одновременно выполнена коррекция астигматизма, что достигается соответствующим выбором расстояния между компонентами. Совершенно не корригированной оказывается кривизна поверхности изображения: величина коэффициента Петцваля достигает значений Siv 0,9-1,1 и более.

Ход основных лучей близок к телецентрическому в пространстве изображений: плоскость входного зрачка расположена вблизи первого компонента, расстояние его от второго компонента приблизительно равно фокусному расстоянию последнего, вследствие чего главные лучи в пространстве изображений образуют малые углы с оптической осью Схема объективов определяется из элементарных соотношений.

Из условия масштаба:

? = ?i + ?2 - d?i?2 = 1 (IV, 32)

и условия. Петцваля:

Siv = + тс2?2 тс (?i + <Р/5 (IV,33)

находим:

Siv = (1 + dcp)*, где ф! и ф2 - оптические силы компонентов, ad - расстояние между ними. Приближенно приняв, что d = /2 = -, из условий (IV, 32) и (IV, 33) имеем:

4fe = l; Siv = (l+?i)*; d = l. , Величина заднего фокального отрезка выразится из соотношения:

s = 1 - dcp4 = 1 - <р£;

отсюда очевидно, что численные значения ф4 могут изменяться лишь в пределах

0<?<1,

Общая длина объектива 2d = d + s выразится формулой:

Sd=l+.(l-9i)df (IV, 34)