Силикатные стёкла

Самым древним и известным оптическим материалом является обычное стекло, состоящее из смеси оксида кремния и других веществ. Развитие технологии и ужесточение требований по мере роста совершенства оптических приборов привели к созданию особого класса технических стёкол — оптического стекла.

От прочих стёкол оно отличается особенно высокой прозрачностью, чистотой, бесцветностью, однородностью, а также строго нормированными преломляющей способностью и дисперсией.

Кварцевое стекло

Переплавляя чистый оксид кремния (например, горный хрусталь), получают так называемое кварцевое стекло. От прочих силикатных стёкол оно отличается существенной химической стойкостью, чрезвычайно малым коэффициентом линейного расширения и относительно высокой температурой плавления (1713–1728 °C). Благодаря этому возможно построение оптических систем, работающих в более широком диапазоне температур и агрессивных сред.

Кроме того, кварцевое стекло прозрачно для ультрафиолетового диапазона электромагнитных волн, что делает этот материал незаменимым для оптических систем, работающих в этой области спектра.

Органические стёкла

Основным поводом к созданию искусственного заменителя — органического стекла, стало отсутствие в пору его разработки (1930-е годы) материалов, пригодных для использования в авиации — прозрачных, но лишённых хрупкости, достаточно прочных и гибких — этими качествами и был наделён данный синтетический полимер. В настоящее время органическое стекло уже не способно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым ни авиацией, ни, тем более — космонавтикой, однако на смену ему пришли другие виды пластиков и новые модификации «обычного» стекла (наделённые повышенной отражательной способностью, термостойкие и прочные). Оргстекло по строгим физико-химическим характеристикам к своему прототипу отношения не имеет.

Кремний Инфракрасная область

Линза, изготовленная из однородного кремния, прозрачна для инфракрасного излучения и непрозрачна для видимого света. В этой области спектра кремний имеет:

• сверхвысокую дисперсию;

• самое большое абсолютное значение показателя преломления n=3,4;

Рентгеновские линзы

Свойства кремния позволили создать новый тип фокусирующих систем для волн рентгеновского диапазона. Для изготовления таких систем используется контролируемое формирование периодического массива пор в процессе глубокого фотоанодного травления кремния. в ИПТМ РАН был разработаны способы управления формой пор.

В результате были созданы матрицы параболических короткофокусных рентгеновских линз и элементов трехмерных фотонных кристаллов на основе кремния.^[1]

29. Характеристики оптических систем

Основные оптические характеристики

Любая оптическая система характеризуется так называемой функцией передачи модуляции (ФПМ) и ее модулем - коэффициентом передачи модуляции (КПМ), описывающим зависимость контраста изображения, получаемого в результате проецирования пространственной частоты (чередующихся черных и белых линий) через эту оптическую систему на плоскость фотоприемника. Применительно к телевизионным системам это не что иное, как зависимость глубины модуляции видеосигнала от частоты штриховой миры испытательной телевизионной таблицы.

При оценке качества оптики телевизионными средствами измерения интерес представляет зависимость глубины модуляции видеосигнала как по центру, так и по полю формируемого изображения тест-объекта для фиксированных значений пространственной частоты, то есть от функции передачи модуляции объектива. В оптике пространственная частота определяется как количество пар линий (черная вместе с белой), укладывающихся в миллиметре плоскости фотоприемника. В телевидении разрешающая способность характеризуется количеством телевизионных линий (ТВЛ), различимых на экране монитора, которые способна передать ТВ-камера, и определяется она количеством черных и белых линий (черная и белая считаются двумя ТВЛ), укладывающихся по горизонтали или по вертикали. Эта характеристика универсальна и применима к ТВ-камере совместно с объективом.

Зная количество ТВЛ и геометрический размер фотоприемника ТВ-камеры, можно перейти к числовым значениям линий на миллиметр. Например, для ПЗС-матрицы формата 1/3", имеющей ширину активной области 4,8 мм при разрешении 500 ТВЛ, величина пространственной частоты составит 500/(2х4,8)=52 лин/мм. В качестве фотоприемника для снятия характеристик ФПМ оптики, предназначенной для систем видеонаблюдения, разумно применить ТВ-камеру, что близко к реальным условиям. ПЗС-матрица имеет высокую равномерность чувствительности по полю, что позволяет использовать ее в качестве измерительного инструмента.

Объектив характеризуется следующими параметрами:

 * светосила (относительное отверстие); * дисторсия, или геометрические искажения; * расфокусировка, вызванная наличием хроматических аберраций (IR-коррекция); * неравномерность освещенности по полю изображения; * кривизна поля изображения; * уход плоскости наилучшего изображения (ПНИ) при изменении величины диафрагмы (важная характеристика для объективов с АРД и "варифокалов").

30 .Как строится изображение через опт систему?