АВТОМАТИЗОВАНИЙ СИНТЕЗ СВІТЛОСИЛЬНИХ ОБ’ЄКТИВІВ ДЛЯ СУЧАСНИХ ПРИЛАДІВ НІЧНОГО БАЧЕННЯ

Анотація

Статтю присвячено дослідженню можливостей автоматизованого розроблення світлосильних та високоякісних багатолінзових об’єктивів, призначених для застосування в приладах нічного бачення з сучасними електронно-оптичними перетворювачами покоління 4 і 4+, які мають діаметр фотокатоду до 18 мм. Такі перетворювачі характеризуються розширеною спектральною чутливістю, високим відношенням сигнал/шум та підвищеною роздільною здатністю. Для розрахунку конструктивних параметрів світлосильних об’єктивів була використана комп’ютерна програма PODIL, призначена для автоматизованого проєктування довільних оптичних систем. Для параметричного синтезу оптичних систем об’єктивів в даній роботі застосувався реалізований в програмі модифікований еволюційний алгоритм. В статті представлено загальну методику та результати автоматизованого параметричного синтезу серії оптичних систем лінзових об’єктивів з різними фокусними відстанями, які містять від 7 до 9 лінз зі сферичними поверхнями. Синтезовані об’єктиви забезпечують значення кутового поля зору 10°, 37° і 60° без віньєтування осьових та позаосьових пучків променів. Діафрагмові числа дорівнюють 1,5, 1,33 і 1,4, відповідно. Робочий спектральний діапазон розрахованих об’єктивів визначається спектральною чутливістю фотокатодів електронно-оптичних перетворювачів та в даній роботі охоплює довжини хвиль від 0,45 до 0,9 мкм. Повздовжній розмір розрахованих оптичних систем (тобто відстань від першої оптичної поверхні до площини фотокатоду) становить від 80 до 106 мм. Представлені результати абераційного аналізу свідчать про високу якість зображення отриманих оптичних систем. Так, максимальні просторові частоти розрахованих поліхроматичних дифракційних модуляційних передавальних функцій всіх об’єктивів в меридіональній та сагітальній площинах по всьому полю перевищують 50 мм^-1. Максимальні значення відносної дисторсії отриманих об’єктивів знаходяться в межах від 1 % до 2 %.