Разработка схем и методик расчета центрированных оптических систем, включающих однородные линзы с асферическими поверхностями, дифракционные и градиентные элементы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, доктор физико-математических наук Ежов, Евгений Григорьевич

• Ежов, Евгений Григорьевич
• доктор физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Ежов, Евгений Григорьевич

Список сокращений.

Введение.

Глава 1. Методы расчета, компоновка схем и получение исходных конструктивных параметров гибридных оптических систем.

1.1. Методы параксиального и аберрационного расчета.

1.1.1. Описание оптических элементов различных типов.

1.1.2. Параксиальный расчет.

1.1.3. Расчет монохроматических аберраций.

1.2. Расчет хода псевдолучей через оптические системы с асферическими поверхностями.

1.2.1. Псевдолучи в однородной среде, ограниченной асферическими поверхностями.

1.2.2. Прохождение псевдолуча через преломляющую или дифрагирующую асферическую поверхность.

1.3. Функции расчетной оценки качества оптической системы.

1.4. Компоновка схемы и получение исходных конструктивных параметров системы.

Выводы.

Глава 2. Расчет и оценка потенциальных возможностей ортоскопических дифракционно-градиентных объективов.

2.1. Гибридные объективы полностью свободные от всех монохроматических аберраций третьего и пятого порядков.

2.2. Высокоразрешающие дифракционно-градиентные объективы со скомпенсированной дисторсией.

Выводы.

Глава 3. Коррекция хроматизма изображающих и фокусирующих оптических систем.

3.1. Сравнительный анализ хроматизма дифракционных и однородных рефракционных линз.

3.2. Хроматический дифракционно-рефракционный корректор.

3.3. Апохроматическая коррекция фотообъектива типа триплет.

3.4. Массовый микрообъектив с дифракционно-рефракционным корректором для CCTV-систем.

3.5. Дифракционно-рефракционный корректор в оптическом тракте RPTV.

3.6. Компоновка и расчет оптических систем комбинированных устройств записи и чтения цифровых дисков нескольких форматов.

Выводы.

Глава 4. Компоновка и расчет оптической системы иглообразной части визуального тракта сверхтонкого жесткого эндоскопа сопрягаемой с окуляром.

4.1. Функциональная схема сверхтонкого жесткого эндоскопа и основные требования к его визуальному тракту.

4.2. Анализ базовой схемы визуального тракта.

4.3. Выбор элементной базы, компоновка и расчет корректора аберраций.

4.4. Компоновка и расчет визуального тракта, выполненного на отечественной элементной базе.

Выводы.

Глава 5. Компоновка и расчет оптической системы иглообразной части визуального тракта сверхтонкого жесткого эндоскопа сопрягаемой с

ПЗС-камерой.

5.1. Компоновка и коррекция аберраций визуального тракта.

5.2. Компоновка и расчет визуального тракта на базе транслятора LAG150.

5.3. Апохроматизация визуального тракта.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка схем и методик расчета центрированных оптических систем, включающих однородные линзы с асферическими поверхностями, дифракционные и градиентные элементы»

Диссертация посвящена разработке метода компоновки схем оптических систем, состоящих из элементов, обладающих различными дисперсионными свойствами и допускающих раздельное управление аберрациями различных порядков; разработке на этой основе оптических схем систем различного функционального назначения и методик получения их конструктивных параметров, а также анализу потенциальных возможностей таких систем.

Развитие и совершенствование технологий, основанных на использовании оптического излучения, привело к расширению круга решаемых оптикой задач, к существенному повышению требований, предъявляемых к оптическим системам различного назначения. На удовлетворение этих требований, нередко сочетающих предельные оптические и эксплуатационные характеристики, направлен поиск новых схемных решений, совершенствование методов проектирования и расширение элементной базы оптики. Последнее ориентируется на широкое использование асферических преломляющих и отражающих поверхностей, дифракционных и градиентных элементов.

Асферическая поверхность как элемент оптической системы представляет собой гладкую вращательно-симметричную поверхность раздела двух сред. По сравнению со сферической поверхностью она имеет дополнительные коррекционные параметры. Благодаря им, в частности, одиночная однородная рефракционная линза (OPJI), имеющая как минимум одну асферическую поверхность, может быть свободна во всех порядках аберрационного разложения от сферической аберрации и формировать при значительной апертуре в нешироком спектральном диапазоне изображение точечного источника, близкое к дифракционно-ограниченному. Задача же получения стигматического изображения плоского протяженного предмета, а тем более в широком спектральном диапазоне, с помощью одиночной OPJI, имеющей даже две асферические поверхности, из-за аберраций решена быть не может. В тоже время введение асферических поверхностей в оптическую систему, состоящую из нескольких элементов, открывает дополнительные возможности для ее совершенствования. Широкое использование асферических поверхностей стало возможным и экономически целесообразным благодаря появлению современных методов формообразования на основе прецизионной штамповки [112, 120, 185,207,234, 261].

Дифракционными оптическими элементами (ДОЭ) в отечественной и зарубежной литературе называют оптические элементы, осуществляющие преобразование фронта падающей волны в результате дифракции света на микроструктуре элемента, выполненной на поверхности заданной формы. ДОЭ классифицируются по типу дифракционной структуры, по форме поверхности, на которой она выполнена, и, наконец, по виду осуществляемого преобразования фронта волны. Дифракционная структура может работать на пропускание или отражение, пространственно модулируя амплитуду или фазу падающей на нее волны. В общем случае в результате дифракции падающая волна расщепляется на несколько волн (дифракционных порядков), распространяющихся в различных направлениях и отличающихся как по интенсивности, так и по форме волнового фронта. Количество дифракционных порядков и соотношение интенсивностей в них зависит от типа дифракционной структуры. Дифракционная эффективность г\т (под которой понимается отношение интенсивности света, дифрагировавшего в т- й порядок 1 т, к интенсивности падающего света /0) в первом рабочем порядке амплитудной синусоидальной структуры составляет 6,25%. Эффективность в первом порядке амплитудной бинарной структуры не превышает 10,1%, а фазовой бинарной структуры достигает 40,5% [99, 257]. В 1957 г. Г. Г. Слюсарев предложил структуру с пилообразным фазовым профилем зон [126] и показал принципиальную возможность создания дифракционных элементов с эффективностью на одной длине волны близкой к 100%. Однако практическая возможность изготовления таких элементов открылась лишь в последние десятилетия с развитием микроэлектронных и лазерных технологий [98, 101, 102, 118, 119, 128, 143, 201, 206, 229, 36*, 262*]. ДОЭ с кольцеобразной структурой, подобной структуре зонной пластинки Френеля, называются дифракционными линзами (ДЛ). Внося определенные поправки в закон чередования кольцевых зон микроструктуры ДЛ, можно также как и в случае асферической преломляющей поверхности управлять сферической аберрацией. Благодаря этому одиночная ДЛ, также как и ОРЛ с асферическими поверхностями, может быть свободна от сферической аберрации во всех порядках аберрационного разложения и формировать (правда, уже только в монохроматическом излучении) идеальное изображение точечного источника. Возможность технологически не сложного управления сферической аберрацией и выгодные массогабаритные соотношения позволяют с помощью одиночной ДЛ решать различные задачи преобразования волновых фронтов, как в оптическом, так и в микроволновом диапазоне (см., например [56*, 57*]). Однако построить стигматическое действительное изображение плоского протяженного предмета с помощью одиночной ДЛ из-за полевых аберраций невозможно. При этом следует отметить, что благодаря плоскостности ДЛ ее аберрационное разложение сходится быстрее, чем разложение ОРЛ, имеющей ту же оптическую силу. Кроме того, условие Петцваля, выполнение которого обеспечивает в приближении третьего порядка малости равенство меридиональной и сагиттальной кривизн поля изображения, у ДЛ выполняется автоматически, независимо от кривизны поверхности, на которой размещена ее микроструктура [17, 179]. В составе оптической системы ДЛ могут использоваться как силовые или как коррекционные элементы. В последнем случае их оптическая сила невелика, но благодаря дисперсионным свойствам и асферизации фронта дифрагированной волны такие элементы могут быть использованы как эффективные корректоры хроматических и монохроматических аберраций [17, 23, 232].

Воздействие на форму и на направление распространения волнового фронта призмами, зеркалами, ОРЛ и ДЛ основано на преобразовании волн бесконечно тонкими элементами, такими как преломляющая или отражающая поверхность и дифракционная микроструктура. Иная картина наблюдается при распространении волны в неоднородной среде, показатель преломления которой является функцией координат. Благодаря изменению фазовой скорости распространения волны от точки к точке этой среды происходит непрерывное преобразование формы волнового фронта, а соответствующие лучи плавно искривляются. Если все лучи светового пучка искривляются одинаковым образом, то действие такой неоднородной среды аналогично действию призмы. Если же периферийные лучи пучка искривляются в большей степени, чем приосевые, то такая среда обладает определенными фокусирующими свойствами. В результате плоскопараллельная пластина, выполненная из неоднородного материала, может быть эквивалентной по функциональным возможностям традиционной призме или однородной линзе, либо совмещать функции обоих этих элементов, или даже играть более сложную роль. Из неоднородного материала можно изготовить и линзу со сферическими поверхностями. В этом случае за счет дополнительных степеней свободы открываются более широкие возможности коррекции аберраций [27, 179, 222]. В тоже время коррекционные возможности одиночных неоднородных элементов далеко небезграничны. Например, синглет со сферическими поверхностями, выполненный из материала, показатель преломления которого изменяется вдоль оптической оси, может формировать стигматическое изображение только осевого точечного источника [4, 243]. Одиночная линза, ограниченная сферическими поверхностями и имеющая сфероконцентрическое распределение показателя преломления, впервые исследованное в 1854 г. Дж. Максвеллом [18, 228], может быть свободна во всех порядках аберрационного разложения лишь от сферической аберрации и, следовательно, формировать идеальное изображение лишь точечного источника [179]. Одиночный шарообразный элемент со сфероконцентрическим распределением показателя, известный как линза Лунебурга [18, 209], идеально фокусирует на свою собственную поверхность любой падающий на него пучок параллельных лучей. Благодаря всенаправленности такой элемент нашел широкое применение в антеннах микроволнового диапазона [8, 157, 215, 138]. К сожалению, стигматическое изображение бесконечно удаленного плоского предмета строится линзой

Лунебурга на сфере, и к тому же в оптическом диапазоне ее реализация весьма проблематична.

Процесс поиска новых оптических элементов со сфероконцентрическим распределением показателя преломления, у истоков которого стояли Д. Максвелл и Р. Лунебург, продолжается до настоящего времени и один из последних результатов в этой области линза, идеально фокусирующая лучи параллельные оптической оси, предложенная Р. Е. Ильинским. Она выполнена в виде мениска и не имеет асферических поверхностей [196].

Для формирования плоского изображения протяженного объекта наибольший интерес представляют элементы с радиальным, т.е. симметричным относительно оптической оси, распределением показателя преломления. Простейшим из них является линза Вуда, представляющая собой плоскопараллельную пластину с радиальным распределением показателя преломления, который непрерывно убывает от оси к периферии [22]. Закон распределения показателя преломления, при котором лучи, входящие в линзу Вуда параллельно оптической оси, идеально фокусируются на ее задней поверхности, был найден А. Л. Микаэляном [106]. Сочетание радиального градиента показателя со сферическими преломляющими поверхностями существенно расширяет возможности коррекции полевых аберраций [27, 50], но и оно не превращает такую линзу в идеальный элемент, способный формировать безаберрационное изображение плоского протяженного объекта.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что оптические свойства одиночных линз, изготовленных из материалов со сфероконцентрическим и радиальным градиентом показателя преломления, в определенном плане близки. Однако введение градиентных элементов с радиальным или осевым распределениями показателя преломления в осесимметричную оптическую систему не приводит (в отличие от элементов со сфероконцентрическим распределением) к нарушению ее симметрии. Это обстоятельство, а также более простая технология изготовления элементов с радиальным и осевым градиентом обусловливает их преимущественное использование в фокусирующих и, особенно, в изображающих оптических системах.

Технология изготовления градиентных оптических материалов интенсивно разрабатывается уже на протяжении нескольких десятилетий. В результате создан ряд методов получения градиента показателя преломления как в традиционном оптическом материале - стекле, так и в полимерах. В основе этих методов, как правило, лежит ионный или диффузионный обмен [9, 90, 161]. Сегодня свыше пятнадцати фирм уже промышленно производят и поставляют на рынок заготовки из градиентных материалов, градиентные оптические элементы, а также готовые приборы на основе таких элементов [171, 173, 183, 184, 188, 225, 226].

Можно выделить несколько типов оптических узлов и приборов, использование градиентных элементов в которых, позволило существенно улучшить их характеристики по сравнению с теми, что могли бы быть достигнуты на традиционной элементной базе. К ним, в частности, относятся узлы сопряжения оптических волокон, узлы формирования пучков полупроводниковых лазеров, градиентно-стержневые матрицы телекоммуникационных и фотокопировальных устройств или сканеров и, наконец, оптические тракты жестких сверхтонких эндоскопов медицинского и технического назначения.

Узлы сопряжения оптических волокон, осуществляющие ввод/вывод излучения из одно- или многомодового волокна собираются на основе элементов, представляющих собой радиально-градиентные стержни диаметром до 2 мм. Узлы, предназначенные для преобразования во вращательно-симметричные астигматические пучки полупроводниковых лазеров, включают как радиально-градиентные стержни, так и градиентные стержни эквивалентные по своим фокусирующим свойствам цилиндрическим линзам [184]. Числовые апертуры таких элементов могут достигать 0,5-0,7. Радиально-градиентные стержневые матрицы для формирования изображения, оптических переключателей и датчиков имеют шаг, равный примерно диаметру стержня и составляющий порядка 0,25 мм. Числовая апертура может достигать 0,5 [184, 237]. В настоящее время промышленно могут быть произведены стеклянные радиально-градиентные линзы диаметром до 8-9 мм [182, 197] и аксиально-градиентные линзы диаметром до 80 мм [136]. Перепад показателя преломления в обоих случаях составляет не более 0,1.

Несомненно, впечатляющими являются успехи, достигнутые благодаря использованию градиентных элементов в оптических системах сверхтонких жестких эндоскопов [62, 184, 188, 200]. Иглообразная рабочая часть этих приборов вводится в исследуемое пространство через малые (диаметром порядка 2-4 мм) отверстия, и они незаменимы при решении различных задач, стоящих в таких областях как медицинская и техническая диагностика, системы безопасности и мониторинга.

Основными технологическими препятствиями на пути к еще более широкому использованию радиально-градиентных оптических элементов в оптическом приборостроении являются малые диаметры производимых сегодня элементов и ограниченные возможности управления законом распределения показателя преломления. Поэтому большинство исследований в области технологии получения радиально-градиентных сред направлено на преодоление этих ограничений [136, 252].

Обобщая результаты краткого обзора свойств и возможностей одиночных ОРЛ с асферическими поверхностями, ДЛ и градиентных линз (ГЛ), нетрудно видеть, что каждый из этих элементов при работе с монохроматическим или квазимонохроматическим излучением может играть роль высококачественного фокусирующего объектива. В тоже время тот факт, что с помощью одиночного элемента невозможно достичь идеальной фокусировки полихроматического излучения, равно как и невозможно сформировать стигматическое действительное изображение плоского протяженного предмета, вынуждает для получения требуемого качества идти по пути построения сложной системы из нескольких элементов. Решение этой задачи, как и в случае построения систем из традиционных оптических элементов требует, во-первых, наличия развитых методов лучевого, параксиального и аберрационного расчета, а во-вторых, глубоких и всесторонних представлений об аберрационных свойствах используемых элементов.

В связи с этим в последние десятилетия усилиями отечественных и зарубежных специалистов созданы методики расчета хода лучей через ДЛ, структура которых размещена на плоских, сферических или асферических поверхностях вращения (см., в частности, [17, 23, 255]). Предложен ряд методов расчета хода луча через неоднородную среду [105, 149-151, 189, 212, 213, 218, 220, 223, 224, 245, 247, 249, 250, 256]. Разработаны методы параксиального расчета гибридных оптических систем, включающих элементы различных типов [172, 179, 195, 243], расчета их первичного хроматизма [227, 235, 236, 241, 242] и монохроматических аберраций различных порядков [15, 17, 23, 26, 91, 92, 165, 179, 186, 210, 221, 244]. Проведены исследования аберрационных свойств OPJI с асферическими поверхностями, дифракционных и градиентных элементов [179, 214, 221, 222].

Как отмечалось в работе [75*], к началу нового столетия сложились два основных направления разработки оптических систем с дифракционными и градиентными элементами. Одно из них предполагает использование существующих и, в частности, классических схемных решений с последующей заменой в них одного или нескольких традиционных оптических элементов дифракционными или градиентными. В рамках этого направления предложены схемы гибридных систем различного функционального назначения, чьи улучшенные оптические характеристики достигаются благодаря сочетанию дифракционных и традиционных элементов. Это схемы объективов и окуляров для видимого и ИК-диапазонов [23, 10, 155, 168, 194, 198], схемы микроскопов [159] и телескопов [211, 238], интерферометров [248], датчиков излучения [239] и т.д.

Показано, что замена традиционных элементов градиентными, имеющими как радиальное, так и осевое распределение показателя преломления, приводит к улучшению оптических характеристик [142, 145, 152, 153, 208, 219, 233, 253].

Степень же улучшения характеристик в результате замены, зависит от выбора исходной схемы и заменяемых элементов. Причем выбор этот, как следует из цитируемых работ, основывается, в основном, на опыте и интуиции авторов.

Другое направление предполагает поиск принципиально новых схемных решений, которые позволили бы в максимальной степени использовать преимущества новой элементной базы. В рамках этого направления разработаны принципы построения и методики расчета объективов, состоящих из двух и трех ДЛ [1- 7, 14, 16, 17, 47, 179], схемы систем с ДЛ, рассчитанных на лазерное излучение (включая информационные системы и головки для записи/считывания оптических дисков) [144, 192, 204, 258]. Предложены методики расчета и опубликованы результаты исследования градиентных фотообъективов [141, 154, 196], окуляров [166] и апланатических систем для устройств записи и считывания информации с оптических дисков [202]. Разработаны принципы построения и методики расчета объективов-монохроматов, состоящих из силовой радиально-градиентной линзы и дифракционного или однородного рефракционного корректора аберраций [30, 179]. Предложена методика проектирования и опубликованы результаты исследования дублета, включающего радиально-градиентную и дифракционную линзы, а так же симметричного триплета, компонуемого из двух дублетов указанного типа [34, 179]. Исследованы аберрационные свойства и коррекционные возможности склеенной линзы Вуда, т.е. оптического элемента, имеющего внешние плоские преломляющие поверхности и изготовленного из двух неоднородных материалов, разделенных сферической поверхностью склейки [130, 131]. Показана возможность создания телескопической градиентной линзы с видимым увеличением, отличным от единицы, и исправленной сферической аберрацией [97]. Разработаны схемы технических и медицинских эндоскопов, построенных на основе градиентной оптики [62, 96, 184]. Предложена схема и исследованы возможности коррекции аберраций третьего и пятого порядков склеенного радиально-градиентного триплета [28, 54, 176]. Проведены исследования возможностей упрощения конструкции объектива очков ночного видения. Показано, что одновременное использование в одной схеме двух асферических поверхностей, дифракционного и радиально-градиентного элементов, позволило заменить восемь однородных линз тремя элементами без ухудшения оптических характеристик [198].

Анализ опубликованных работ показывает, что оба рассмотренных выше направления разработки оптических систем с дифракционными и градиентными элементами, будучи, несомненно, результативными далеко не исчерпаны. В начальной стадии находится разработка принципов и методик использования дифракционных и градиентных элементов для совершенствования известных оптических систем. Ряд предложенных новых схемных решений весьма узок, да и многие из этих решений требуют дальнейшего исследования и развития.

Сегодняшние успехи в области технологии и промышленное производство асферических поверхностей, дифракционных и градиентных элементов позволяют направить поиск на совершенствование благодаря использованию этой элементной базы реальных оптических приборов самого различного назначения. При этом на первый план выдвигается задача выбора оптимальной исходной схемы, под которой понимают схему, включающую лишь те элементы, свойства и возможности которых необходимы, а количество достаточно для удовлетворения требований, предъявляемых к разрабатываемой системе [123]. Эта задача, названная М. М. Русиновым композицией оптических систем, не решается ни одной из существующих компьютерных программ, предназначенных для расчета и проектирования оптики.

Традиционно разработчики оптических систем компонуют исходную схему, опираясь на собственный опыт и используя при этом разработанный Г. Г. Слюсаревым и основанный на теории аберраций третьего порядка [125, 127] аппарат основных параметров Р, W и С, или исходя из аберрационных свойств отдельных элементов [123]. Однако наиболее результативным считается подход, при котором исходная схема выбирается из архива известных схемных решений [11]. В созданных в последние годы коммерческих программных продуктах, предназначенных для расчета, исследования, оптимизации и аттестации оптических систем, реализован именно этот подход, опирающийся на библиотеки известных схемных решений. К наиболее мощным из этих программных продуктов, в частности, относятся DEMOS (разработчик - ВНЦ «ГОИ им. С. И. Вавилова») [260], CODE V (Optical Research Associates) [231], ZEMAX Optical design program (Focus Software, Inc.) [259]. Они предоставляют возможность, наряду с традиционными, включать в систему новые элементы трех вышеотмеченных типов, но при этом автоматизированная трансформация схемы в части изменения взаимного расположения элементов различных типов и их количества в процессе оптимизации или какой-либо другой операции не предусмотрена. Здесь же заметим, что программный пакет ZEMAX Optical design program использовался для анализа сопоставимости результатов, оптимизации и аттестации ряда оптических систем, разработанных в рамках настоящей диссертации.

При разработке же новых схемных решений объективов-монохроматов с дифракционными и градиентными элементами хорошо зарекомендовал себя метод, базирующийся на знании коррекционных возможностей элементов различных типов и на решении компенсационных уравнений, обеспечивающих устранение аберраций нескольких порядков малости [50, 179]. Аберрационные коэффициенты при этом получают на основе диаграммы рассеяния псевдолучей, ход которых через оптическую систему рассчитывается в приближении заданного порядка малости [139]. Есть все основания полагать, что дальнейшее развитие этого метода позволит эффективно использовать его при разработке оптических схем центрированных гибридных систем, предназначенных для работы с немонохроматическим излучением и включающих, наряду с другими элементами, однородные линзы с асферическими поверхностями и дифракционные линзы, структура которых размещена на таких поверхностях.

Вышеперечисленное и обусловило выбор цели и задач, решаемых в настоящей диссертации.

Целью работы является развитие и распространение псевдолучевого метода расчета градиентных и дифракционно-градиентных объективов-монохроматов на центрированные оптические системы с более широкой элементной базой, предназначенные для работы как с монохроматическим, так и с полихроматическим излучением; разработка на этой основе оптических схем и методик определения конструктивных параметров систем различного назначения, а также анализ потенциальных возможностей оптических систем, получаемых в результате их оптимизации.

В соответствии с поставленной целью определены основные задачи диссертации:

- на основе анализа известных методик развить аппарат расчета и исследования оптических систем, включающих однородные рефракционные линзы с асферическими поверхностями, дифракционные и градиентные элементы;

- исследовать и провести сопоставительный анализ дисперсионных свойств элементов различных типов;

- используя развитый аппарат расчета и результаты сопоставительного анализа дисперсионных свойств элементов различных типов распространить метод компоновки схем дифракционно-градиентных объективов-монохроматов на гибридные системы с более широкой элементной базой, предназначенные для работы на одной или нескольких длинах волн, а также с полихроматическим излучением;

- исследовать возможности и определить пути совершенствования дифракционно-градиентных объективов-монохроматов;

- разработать новые схемы и методики расчета гибридных оптических систем для информационных и дисплейных технологий, предназначенных для работы на нескольких длинах волн или с полихроматическим излучением;

- исследовать потенциальные возможности систем различного функционального назначения, полученных в результате оптимизации найденных новых схемных решений.

Структура и краткое содержание диссертации. Диссертация состоит из Введения, пяти Глав и Заключения.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Ежов, Евгений Григорьевич

Выводы

Контраст на разрешаемых частотах в изображении, формируемом оптической системой на ПЗС-матрице, не должен опускаться ниже 0,2; а матрицу следует выбирать из условия, чтобы пространственная частота следования ее элементов не менее чем в 4 раза превышала максимальную разрешаемую частоту в пространственном спектре изображения.

Уровень хроматических и монохроматических аберраций сверхтонкого жесткого эндоскопа, визуальный тракт которого, состоящий из объектива и градиентного транслятора, формирует действительное изображение в масштабе, соответствующем размеру ПЗС-матрицы, не позволяет использовать разрешение современных матриц в полном объеме.

Разработанные принципы компоновки схем и методики расчета позволяют получать конструктивные параметры корректоров аберраций для визуальных трактов таких эндоскопов. Эти одно-, двух- или трехлинзовые корректоры, снижая уровень аберраций, сохраняют масштаб формируемого изображения.

Корректор, выполненный в виде плосковыпуклой ОРЛ, приклеенной к заднему торцу транслятора, изготовленного из стекла ARS-20 обеспечивает ахроматизацию оптической системы и повышает ее разрешение в 1,5 раза по сравнению с базовой схемой. В то же время такой корректор не может обеспечить ахроматизацию, если транслятор системы изготовлен из отечественного стекла LAG 150.

Двухлинзовый корректор, состоящий из плосковыпуклой ОРЛ (приклеенной к заднему торцу транслятора, изготовленного из стекла ARS-20) и положительного толстого мениска, обеспечивает ахроматизацию оптической системы, снижение уровня аберраций тонких пучков и повышает ее разрешение в отсутствии виньетирования в 2 раза по сравнению с базовой схемой.

Двухлинзовый корректор, состоящий из плосковыпуклой ОРЛ (приклеенной к заднему торцу транслятора, изготовленного из стекла LAG 150) и двояковогнутой ОРЛ, выполняется из стекла с максимально большим коэффициентом дисперсии, обеспечивает ахроматизацию оптической системы, снижение уровня аберраций тонких пучков и повышает ее разрешение практически до дифракционного предела.

Двухлинзовый гибридный корректор, состоящий из ДЛ и плосковыпуклой ОРЛ, устанавливаемый вблизи заднего торца транслятора, обеспечивает апохроматизацию оптической системы, в результате чего ее разрешение на оси возрастает в 3 раза, а на краю поля в 1,4 раза, достигнув дифракционного предела, ограниченного виньетированием.

Включение в гибридный корректор, состоящий из ДЛ и плосковыпуклой ОРЛ третьей линзы, выполненной в виде однородного мениска, позволяет, не

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработан метод компоновки оптических схем гибридных систем различного функционального назначения, предполагающий использование элементов, обладающих различными дисперсионными свойствами и допускающих раздельное управление аберрациями различных порядков, отличающийся тем, что позволяет получать схемы центрированных оптических систем, предназначенных для работы, как с монохроматическим, так и с немонохроматическим излучением и включающих, наряду с другими элементами, однородные линзы с асферическими поверхностями и дифракционные линзы, структура которых размещена на таких поверхностях. На этой основе разработаны схемы и методики расчета ряда оптических систем с однородными, дифракционными и радиально-градиентными элементами; проведен анализ потенциальных возможностей таких систем.

Получены следующие основные результаты:

1. Методика расчета хода псевдолучей развита и распространена на четные преломляющие асферические поверхности и дифракционные линзы, размещенные на таких поверхностях.

2. Показана возможность одновременного устранения всех монохроматических аберраций третьего и пятого порядков у объективов, состоящих из трех дифракционных линз, разделенных неоднородными средами, а также двух дифракционных линз и склеенной линзы Вуда.

3. Показана возможность многократного снижения уровня дисторсии дифракционно-градиентных объективов за счет взаимной компенсации ее составляющих различных порядков без уменьшения поля высококачественного изображения и разработана методика расчета высокоразрешающих ортоскопических объективов-монохроматов.

4. Разработана методика ахро- и апохроматической коррекции оптических систем с помощью двух- и трехлинзовых рефракционно-дифракционных корректоров. Ее эффективность продемонстрирована на примере ахроматической коррекции микрообъектива CCTV-видеокамеры и апохроматической коррекции фотообъектива и объектива для «тонкого» проекционного телевизора или дисплея (RPTV).

5. Показана возможность коррекции аберраций широких пучков на двух длинах волн у оптической системы, состоящей из дифракционной линзы и однородной рефракционной линзы с аферическими поверхностями.

6. Разработаны схемы и методика расчета высокоразрешающих дифракционно-рефракционных оптических систем комбинированных устройств записи и чтения цифровых дисков двух форматов. Эффективность методики продемонстрирована на примере расчета системы комбинированного устройства записи и чтения цифровых дисков CD/DVD форматов.

7. Разработаны методики получения конструктивных параметров корректоров аберраций сверхтонких жестких эндоскопов, визуальный тракт которых состоит из объектива и транслятора, выполненного из градиентного стекла зарубежного или отечественного производства, и предназначенных для работы с окуляром или цветной видеокамерой.

8. Предложены и исследованы схемы корректоров аберраций сверхтонких жестких эндоскопов: корректора в виде линзы Вуда, приклеенной к заднему торцу транслятора, позволяющего устранить продольный и поперечный хроматизм для двух крайних длин волн выбранного спектрального диапазона при относительно невысоком уровне монохроматических аберраций; двухлинзовых (однородного и однородно-градиентного) корректоров хроматизма и превалирующих монохроматических аберраций тонких пучков, позволяющих выполнить ахроматическую коррекцию визуального тракта эндоскопа и поднять его разрешение до значений, ограниченных вторичным спектром; гибридного корректора, состоящего из ДЛ и плосковыпуклой ОРЛ, обеспечивающего апохроматическую коррекцию визуального тракта эндоскопа; трехлинзового гибридного корректора, способного, не нарушая апохроматизацию, дополнительно снизить отрицательное влияние на разрешение системы монохроматических аберраций.

9. Показано, что введение в визуальный тракт эндоскопа корректоров аберраций, компонуемых и рассчитываемых по разработанной в диссертации методике, позволяет значительно повысить полихроматическое разрешение в наблюдаемом изображении, приблизив его к дифракционному пределу.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Ежов, Евгений Григорьевич, 2007 год

1. А. с. 1045203 СССР. Монохроматический объектив Текст. / С. Т. Бобров. Опубл. 1983, Бюл. № 36.

2. А. с. 1053055 СССР. Монохроматический объектив Текст. / С. Т. Бобров, Г. И. Грейсух. Опубл. 1983, Бюл. № 41.

3. А. с. 1103180 СССР. Монохроматический объектив Текст. / Г. И. Грейсух, В. Г. Шитов. Опубл. 1984, Бюл. № 26.

4. А. с. 1337861 СССР / В. И. Тарханов, G02 В 6/00.

5. А. с. 892399 СССР. Монохроматический объектив для проекционной фотолитографии Текст. / С. Т. Бобров, Б. П. Котлецов, Ю. Г. Туркевич. -Опубл. 1981, Бюл. №47.

6. А. с. 913318 СССР. Монохроматический объектив Текст. / С. Т. Бобров, Ю. Г. Туркевич. Опубл. 1982, Бюл. № 10.

7. А. с. 995053 СССР. Монохроматический объектив десятикратного увеличения Текст. / Г. И. Грейсух, В. Г. Шитов. Опубл. 1983, Бюл. № 5.

8. Айзенберг, Г. 3. Антенны УКВ, ч.1, 2 Текст. / Г.З. Айзенберг, В. Г. Ямпольский, О. Н. Терешин. М.: Связь, 1977.

9. Архипова, Л. Н. Проблемы градиентной оптики Текст. / Л. Н. Архипова, Т. О. Карапетян, Д. К. Таганцев // Изв. вузов. Приборостроение, 1996. №56. С. 31-61.

10. Бездидько, С. Н. Некоторые методы определения предельно возможного качества оптических систем различной сложности, используя базы данных оптических систем Текст. / С. Н. Бездидько // VI Международная

11. Ежов, С. А. Степанов // Международная конф. «Прикладная оптика 2000»: сб. трудов. СПб.: ВНЦГОИ, 2000. - Т. 2.

12. Грейсух, Г. И. Коррекционные возможности гибридного объектива, состоящего из двух дифракционных линз и склеенной линзы Вуда Текст. / Г. И. Грейсух, Е.Г. Ежов, С. А. Степанов // Оптический Журнал. 2000. -Т. 67, № 10.-С. 48-52.

13. Грейсух, Г. И. Коррекционные возможности компонента, состоящего из трех склеенных плоскопараллельных пластин Текст. / Г. И. Грейсух, Е.Г. Ежов, С. А. Степанов // Оптический Журнал. 1999. - Т. 66, № 2. - С. 8083.

14. Грейсух, Г. И. Коррекционные возможности объектива, склеенного из четырех градиентных плоскопараллельных пластин Текст. / Г. И. Грейсух, Е.Г. Ежов, С. А. Степанов // Оптический Журнал. 2000. - Т. 67, № 8. - С. 65-68.

15. Грейсух, Г. И. Коррекционные возможности склеенных радиально-градиентных объективов Текст. / Г. И. Грейсух, Е.Г. Ежов, С. А. Степанов // Международная конф. молодых ученых и специалистов "Оптика-99": тез. докл. СПб.: ВНЦГОИ, 1999. - С. 142.

16. Грейсух, Г. И. Коррекция аберраций оптической системы иглообразного жесткого градиентного эндоскопа Текст. / Г. И. Грейсух, Е.Г. Ежов, С. А. Степанов // Автометрия. 2005. - Т. 41, № 2. - С. 115-123.

17. Грейсух, Г. И. Коррекция монохроматических аберраций третьего порядка дифракционного двухлинзового объектива Текст. / Г. И. Грейсух //Опт. и спектр. 1980. - Т.49, вып.6. - С. 1212-1215.

18. Грейсух, Г. И. Методические аспекты описания свойств оптических элементов различных типов Текст. / Г. И. Грейсух, С. А. Степанов, Е. Г. Ежов // Международный оптический конгресс «Оптика XXI век»: сб. трудов. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006-С. 77-78.

19. Грейсух, Г. И. Оптика градиентных и дифракционных элементов Текст. / Г. И. Грейсух, И. М. Ефименко, С. А. Степанов. М.: Радио и связь, 1990. -136 с.

20. Грейсух, Г. И. Расчет распределения интенсивности и концентрации энергии в дифракционном изображении точечного источника Текст. / Г. И. Грейсух, Е.Г. Ежов, С. А. Степанов // Компьютерная оптика. М.: ИСОИ РАН, МЦНТИ, 2002. - Вып. 24. - С. 43-47.

21. Грейсух, Г. И. Сравнительный анализ хроматизма дифракционных и рефракционных линз Текст. / Г. И. Грейсух, Е.Г. Ежов, С. А. Степанов //Компьютерная оптика. М.: МЦНТИ, 2005. Вып. 28. С. 60-65.

22. Грейсух, Г. И. Трехлинзовый склеенный радиально-градиентный объектив-монохромат Текст. / Г. И. Грейсух, С. А. Степанов // Оптический Журнал. 1998. - Т. 65, № 2. - С. 67-69.

23. Грейсух, Г. И. Тройные склеенные радиально-градиентные объективы Текст. / Г. И. Грейсух, Е.Г. Ежов, С. А. Степанов // Оптический Журнал. -1999. Т.66, № 10. -С.92-96.

24. Грейсух, Г.И. Расчет дифракционного фокусирующего элемента антенны автомобильного локатора Текст./ Г.И. Грейсух, Е.Г. Ежов, И.В. Минин, О.В. Минин, С.А. Степанов // Компьютерная оптика. М.: МЦНТИ, 2001. -Вып. 21. - С. 73-76

25. Греков, А. А. Хроматические параксиальные аберрации неоднородных оптических систем с цилиндрическим распределением показателя преломления Текст. / А. А. Греков, Н. М. Дроздов // Оптико-механическая промышленность. 1989. № 7. С. 26-28.

26. Гудмен, Дж. Введение в Фурье-оптику: Пер. с англ. Текст. / Дж. Гудмен. -М.: Мир, 1970.-364 с.

27. Дамьяновски, В. CCTY Библия охранного телевидения. Пер. с англ. Текст. / В. Дамьяновски. М.: ООО "ИСС", 2002. - 352 с.

28. Довнар, Д. В. Критерии качества изображения и влияние шумов // Оптико-механическая промышленность Текст. / Д. В. Довнар // 1991. № 11. - С. 29-37.

29. Ежов, Е. Г. Проектирование гибридных оптических систем Текст./ Е.Г. Ежов // Международная конференция «Математическое моделирование, обратные задачи и приложения»: сб. трудов. Хмельницкий: ХНУ, 2007 -С. 208-215.

30. Ежов, Е. Г. Проектирование оптических систем с дифракционными элементами на асферических поверхностях Текст./ Е.Г. Ежов // Компьютерная оптика. М.: ИСОИ РАН, МЦНТИ, 2006. - Вып. 30. - С. 915.

31. Ежов, Е. Г. Расчет и моделирование высокоразрешающих градиентных и дифракционно-градиентных объективов Текст.: Дис. . канд. физ.- мат. наук / Е. Г. Ежов. Самара, 2001. - 140 с.

32. Ежов, Е. Г. Расчет комбинированных оптических головок для чтения и записи цифровых дисков нескольких форматов Текст./ Е.Г. Ежов, Г.И. Грейсух, С.А. Степанов // Компьютерная оптика. М.: ИСОИ РАН, МЦНТИ, 2005. - Вып. 27. - С. 29-31.

33. Ежов, Е. Г. Расчет хода псевдолучей через дифракционные структуры, выполненные на сферической поверхности Текст./ Е.Г. Ежов, С.А.

34. Степанов // Компьютерная оптика. М.: МЦНТИ, 2000. - Вып. 20. - С. 2528.

35. Ежов, Е. Г. Рельефно-фазовые дифракционные элементы для комбинированных устройств чтения/записи оптических дисков нескольких форматов Текст. / Е.Г. Ежов // VII Международная конференция «Прикладная оптика 2006»: труды. - СПб.: 2006. - Т. 3, С. 274-276.

36. Ежов, Е. Г. Сопоставительный анализ коррекционных возможностей оптических элементов различных типов Текст. / Е.Г. Ежов, С. А. Степанов, Г. И. Грейсух // Международный оптический конгресса «Оптика XXI век»: сб. трудов. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006 - С. 77.

37. Ежов, Е. Г. Телевизоры и мониторы с обратной проекцией: проблемы и пути решения Текст./ Е.Г. Ежов // Современные технологии безопасности.- 2007. № 1.-С. 15-16.

38. Заявка 2006118187 Российская Федерация. Projection optical system for rear projection display Текст. / Грейсух Г. И., Ежов Е. Г., Степанов С. А., Братищев А.В.; заявл. 29.05.2006 г.

39. Зверев, В. А. Распределение освещенности в зрачках оптической системы и изображении осевой точки Текст./ В. А. Зверев // 1986. № 4. - С. 15-17.

40. Ильин, В. Г. Физические основы градиентной оптики Текст. / В.Г. Ильин, Г. О. Карапетян, В. И. Косяков, А. Ш. Тухватулин. Ленинград.: ЛИИ, 1990.-59 с.

41. Ильинский, Р. Е. Аберрации второго и третьего порядков градиентной среды Текст./ Р. Е. Ильинский // Оптика и спектроскопия. 1999. - Т. 86, вып. 6. - С. 1033-1036.

42. Ильинский, Р. Е. Аберрации второго порядка градиентной среды: методы расчета Текст./ Р. Е. Ильинский, Т. С. Ровенская // Компьютерная оптика.- М.: МЦНТИ, 1996. Вып. 16. - С. 62-65.

43. Ильинский, Р. Е. Качество оптического изображения Текст./ Р. Е. Ильинский // ФОТО Курьер. 2003 - № 19-20. С.4-15

44. Ильинский, Р. Е. Концентрация энергии в пятне рассеяния точки на квадратной площадке Текст./ Р. Е. Ильинский // Оптика и спектроскопия .2003 Т. 94, № 2. - С. 318-322.

45. Ильинский, Р. Е. Оценка качества изображения Текст./ Р. Е. Ильинский, А. Г. Шеклеин // Фотография. 1993 - № 11-12.-С. 37-38.

46. Ильинский, Р. Е. Расчет апертурных и полевых характеристик жесткого градиентного эндоскопа методом «эквивалентной гиперболической бленды» Текст./ Р. Е. Ильинский // Оптический Журнал. 2000. - Т. 67, № 2. - С. 101-103.

47. Ильинский, Р. Е. Телескопическая градиентная линза Текст./ Р. Е. Ильинский // Оптический Журнал. 2000. - Т. 67, № 6. - С. 93-98.

48. Кирьянов, В. П. Киноформы. Оптическая система для синтеза элементов Текст./ В. П. Кирьянов, В. П. Коронкевич, В. И. Наливайко, и др. // Препринт. Новосибирск, 1979. - 38 с. - (ИаиЭ СО АН СССР; № 99).

49. Кольер, Р. Оптическая голография Текст. / Р. Кольер, К. Беркхарт, J1. Лин. М.: Мир, 1973. - 686 с.

50. Королев, А. И. Анализ и оптимизация информационных характеристик оптико-электронных систем наблюдения Текст. / А. Н. Королев, С. Л. Морозов, И. Н. Сивяков // Оптический Журнал. 1995. - Т. 62, № 5. - С. 5458.

51. Корольков, В. П. Киноформы: технологии, новые элементы и оптические системы Текст. / В. П. Корольков, В. П. Коронкевич, И. А. Михальцева и др. // Автометрия. 1989. - № 3.- С. 95 - 102, № 4. С . 47-64.

52. Коронкевич, В. П. Киноформные оптические элементы с кольцевым импульсным откликом. Препринт Текст. / В. П. Коронкевич, И. Г. Пальчикова, А. Г. Полещук и др. Новосибирск, 1985. - 20 с. - (ИаиЭ СО АН СССР; № 265).

53. Кулагин, С. В. Проектирование фото- и киноприборов Текст. / С. В. Кулагин. М., Машиностроение", 1976

54. Марешаль, А. Структура оптического изображения Текст. / А. Марешаль, М. Франсон. М.: Мир, 1964. - 295 с.

55. Микаэлян, A. JI. Оптические методы в информатике. Запись, обработка и передача информации Текст. / А. Л. Микаэлян. М.: Наука, 1990.-232с.

56. Микаэлян, A. JI. Применение слоистой среды для фокусировки волн Текст. / А. Л. Микаэлян // Доклады Академии Наук СССР. 1951. -T.L.XXXI, № 4. - С. 569-571.

57. Папулис, А. Теория систем и преобразований в оптике. Пер. с англ. Текст. / А. Папулис. М.: Мир, 1971. 495 с.

58. Пат. RU2244330 Российская Федерация. Объектив Текст. / Г. В. Бармичева, М. А. Ган Опубл. 2005, Бюл. № 1.

59. Пат. RU2258247 Российская Федерация. Объектив Текст. / Г. В. Бармичева, М. А. Ган Опубл. 2005, Бюл. № 22.

60. Пат. SU11511905A СССР. Телеобъектив-апохромат Текст. / Д. С. Волосов, М. А. Ган, И. И. Богатырева Опубл. 1985, Бюл. № 15.

61. Пат. US2005152033 США. Display device and display method Текст. / H. J. Kang, H. J. Moon; заявитель и патентообладатель LG Electronics Inc; опубл. 14.07.2005

62. Пат. US5120343 США. Apparatus for producing optical glass element Текст. / H. Monji, K. Kuribayashi; заявитель и патентообладатель Matsushita Electric Ind Co LTD, Sumita Optical Glass ; опубл. 09.06.1992

63. Пат. US6719430 США. Precision optical system for display panel Текст. / С. Т. Cotton, J. Т. Veligdan; опубл. 27.11.2003

64. Пат. US6805447 США. Rear projection display device and projecting method used for the same Текст. / Т. Takeuchi; заявитель и патентообладатель NEC Viewtechnology Ltd; опубл. 18.04.2002

65. Пат. US6853493 США. Folded, telecentric projection lenses for use with pixelized panels Текст. /М. H. Kreitzer; опубл. 08.07.2004

66. Пат. W02005045518 США. Rear projection screen, and rear projection system using the screen Текст. / S. Mezouari, A. T. O'neil; заявитель и патентообладатель Microsharp Corp Ltd, Mezouari Samir; опубл. 19.05.2005

67. Пат. W02005057916 США. Display device and display method Текст. / H.-J. Kang, H.-J. Moon; заявитель и патентообладатель LG Electronics Inc; опубл. 23.06.2005

68. Полещук, А. Г. Изготовление рельефно-фазовых структур с непрерывным и многоуровневым профилем для дифракционной оптики Текст. / А. Г. Полещук // Автометрия. 1992. - № 1.- С .66 -79.

69. Полещук, А. Г. Изготовление элементов дифракционной оптики с помощью полутоновой и растровой технологий Текст. / А. Г. Полещук // Автометрия. 1991. - № 3. - С. 66 -76.

70. Потелов, В. В, Асферизация высокоточных оптических элементов методом вакуумного напыления Текст. / В. В. Потелов, Б. Н. Сенник // Оптический Журнал. 2004. - Т. 71, № 12. - С. 14-19.

71. Родионов, С. А. Об изопланатизме в произвольных оптических системах Текст. / С. А. Родионов // Опт. и спектр. 1979. - Т. 46, вып. 3. - С. 566573.

72. Русинов, М. М. Вычислительная оптика. Справочник Текст. / М. М. Русинов, А. П. Грамматин, П. Д. Иванов и др. // Под ред. М. М. Русинова. -Л.: Машиностроение, 1984. 423 с.

73. Русинов, М. М. Композиция оптических систем Текст. / М. М. Русинов. -Л.: Машиностроение, 1989.- 383 с.

74. Сивяков, И. Н. Расчет разрешения оптико-электронных систем Текст. / И. Н. Сивяков // Оптический Журнал. 1998. - Т. 65, № 2. - С. 60-63.

75. Слюсарев, Г. Г. Методы расчета оптических систем Текст. / Г. Г. Слюсарев. Л.: Машиностроение, 1969. - 672 с.

76. Слюсарев, Г. Г. Оптические системы с фазовыми слоями Текст. / Г. Г. Слюсарев // ДАН СССР.- 1957. Т. 113, № 4. С. 780-782.

77. Слюсарев, Г. Г. Расчет оптических систем. Текст. / Г. Г. Слюсарев. JL: Машиностроение, 1975. 639 с.

78. Сокольский, М. Н. Допуски и качество оптического изображения Текст. / М. Н. Сокольский. JL: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1989. 221 с.

79. Степанов, С. А. Аберрационные свойства и коррекционные возможности склеенной линзы Вуда Текст. / С. А. Степанов, Г. И. Грейсух //Опт. и спектр. 1999. - Т. 86, № 3.- С. 522-527.

80. Степанов, С. А. Расчет и анализ оптических систем, включающих дифракционные и градиентные элементы Текст.: Дис. . док. физ.-мат. наук / С. А. Степанов. Самара, 1998 .- 268 с.

81. Уэзерелл, У. Оценка качества изображения. Проектирование оптических систем Текст. / У. Уэзерелл. Под ред. Р. Шеннона, Дж. Вайанта. М.: Мир, 1983. С.178-332.

82. Френель, О. Избранные труды по оптике: Пер. с англ. Текст. / О. Френель. М.: ГИТТЛ, 1955.

83. Чуриловский, В. Н. Теория хроматизма и аберраций третьего порядка Текст. / В. Н. Чуриловский. Л.: Машиностроение, 1968. - 312 с.

84. A novel method for fabricating ultra low-cost radial gradient-index glass rods for optic communication networks Электронный ресурс. Режим доступа: http ://www.mdatechnology.net/techsearch.asp?articleid=615#listing

85. Air Force Research Laboratory Technology Horizons Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.afrlhorizons.com

86. Andersen, Т. В. Automatic computation of optical aberration coefficients Текст. / Т. В. Andersen // Applied Optics. 1980. - Vol. 19, № 22. - P. 38003816.

87. ANSI PH3.63-1974. Method for determining the photographic resolving power of photographic lenses Текст. / Amer. Nat. Stand. 1974.

88. Atkinson, L. G. Design of gradient-index photographic objective Текст. / L. G. Atkinson, S. Houde-Walter, D. T. Moore, D. P. Ryan, J. M. Stagaman // Applied Optics. 1982. - Vol. 21, № 6. - P. 993-998.

89. Atkinson, L. G. Gradient-index wide-angle photographic objective design Текст. / L. G. Atkinson, J. D. Downie, D. T. Moore, J. M. Stagaman, L. L. Voci // Applied Optics. 1984. - Vol. 23, № 11. - P. 1735-1741.

90. Baber, S. C. Application of high resolution laser writers to computer generated holograms and binary diffractive optics Текст. / S. C. Baber // Proceedings SPIE. 1989.- Vol. 1052. - P. 66-76.

91. Blatner, P. Diffrative optics for compact space communication terminal Текст. / P. Blatner, H. P. Herzig, K. J. Weible etc.// Jour, of Modern Optics. 1996. -Vol. 43, №7.-P. 1473-1484.

92. Blough, C. G. Effect of axial and radial gradients on Cooke triplets Текст. / С. G. Blough, J. P. Bowen, N. Haun, D. S. Kidred, et al. //Applied Optics. 1990. -Vol. 29, № 28. - P. 4008-4015.

93. Blu-Ray disc general format specification 1 Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.blu-raydisc.com/assets/downloadablefile/general bluraydiscformat-1283 4.pdf

94. Blu-Ray disc general format specification 2 Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.blu-raydisc.com/assets/downloadablefile/general bluraydiscformat-12835.pdf

95. Blu-Ray disc physical format specification Электронный ресурс. Режим доступа: http://vAvw.blu-raydisc.com/assets/downloadablefile/1 abdre physicalformatspecifications-12837.pdf

96. Bociort, Г. New ray-tracing method for radial gradient-index lenses Текст. / F. Bociort, J. Kross // Proceedings SPIE. 1993. - Vol. 1780. -P. 216-225.

97. Brown, S. J. S. Geometrical optics of tapered gradient-index rods Текст. / S. J. S. Brown // Applied Optics. 1980. - Vol.19, № 7. - P. 1056-1060.

98. Buchdahl, H. A. Rays in gradient-index media: separable systems Текст. / H. A. Buchdahl // Journal of Optical Society of America. 1973. - Vol. 63, № 1. -P. 46-49.

99. Caldwell, J. В Design of gradient-index lens systems for disc format cameras Текст. / J. B. Caldwell, D. T. Moore // Applied Optics. 1986. - Vol. 25, № 18. -P. 3351-3355.

100. Caldwell, J. B. Gradient-index binocular objective design Текст. / J. B. Caldwell, L. R. Gardner, S. N. Houde-Walter, M. T. Houk, et al. // Applied Optics. 1986. - Vol. 25, № 19. - P. 3345-3350.

101. Caldwell, J. B. Optical design with Wood lenses Текст. / J. B. Caldwell // Proceedings SPIE. 1990. - Vol. 1354. - P. 593-599.

102. Canon, Inc site Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.canon.com/do-info/

103. Chen, С. В. Visible band testbed projector with a replicated diffractive optical element Текст. / Chen C. Bill, Ronald G. Hegg, W. Todd Johnson, etc.// Applied Optics. 1999. - Vol. 38, № 34. - P. 7105-7111.

104. Cornbleet, S. Microwave Optics Текст. / S. Cornbleet. London: Academic Press, 1976.

105. Digital micromirror device Электронный ресурс. Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/DigitalMicromirrorDevice

106. Dobson, S. L. Diffractive lenses for chromatic confocal imaging Текст. / S. L. Dobson, S. Pang-chen, F. Yeshayahu И Applied Optics. 1997. - Vol. 36, № 20. - P. 4744-4748.

107. Dudley, D. Emerging digital micromirror device (DMD) applications Электронный ресурс. / D. Dudley, W. Duncan, J. Slaughter. Режим доступа: http://www.marubun.co.jp/semicon/tidlp/pdf/ dmdapplicationnote01 .pdf

108. Dueck, R. H. Optical Design with Inhomogeneous Glass: The Future is Here Текст. / R. H. Dueck, J. L. Vaughn, В. V. Hunter // Proc. SPIE 3130, 1997.

109. DVD-forum news letters and bulletins Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.dvdforum.org/sc-letter-voting-27-28.htm

110. DVD-forum news releases Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.dvdforum.org/press-press.htm

111. Ezhov, Е. G. Design of combined pick-up optical heads Текст./ E.G. Ezhov // Applied Optics. 2006. - Vol. 45, № 31. - P. 8040-8043.

112. Fantone, S. D. Fifth-order aberration theory of gradient-index optics Текст. / S. D. Fantone // Journal of Optical Society of America. 1983. - Vol. 73, № 9. -P. 1149-1161.

113. Forer, J. D. Gradient-index eyepiece design Текст. / J. D. Forer, S. Houde-Walter, J. J. Miceli, D. T. Moore, et al. // Applied Optics. 1983. - Vol. 22, № 3. -p. 407-412.

114. Futhey, J. A. Diffracttive bifocal intraocular lens Текст. / John A. Futhey // Proceedings SPIE. 1989.- Vol. 1052. - P. 142-149.

115. Gaii, M. A. High-speed apo-lens with kinoform element Текст. / M. Gan, I. Potyemin, A. Perveev // Proceedings SPIE. 1991.- Vol. 1574. - P. 243-249.

116. Gan, M. A. Kinoforms long focal objectives for astronomy. Adaptive optics and optical structures Текст. / M. A. Gan // Proc. of the Meeting, European Congress on Optics. 1990. P. 330-338.

117. Gan, M. A. Optical systems with holographic and kinoform elements Текст. / M. A. Gan //Proc. SPIE. 1989. V. 1136. P. 150.

118. Global Spec engineering search & industrial supplier catalogs Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.globalspec.com

119. Gomez-Reino, С. Imaging and transforming transmission through a media with nonrotation-symmetric gradient index Текст. / С. Gomez-Reino, E. Larrea // Applied Optics 1983. - Vol. 22, № 3. - P. 387-390.

120. GRADIUM Glass Data Book and Materials Safety Data Sheet Электронный ресурс. / Albuquerque: LightPath Technologies, 1999. Режим доступа: http://www.light.net

121. Greisukh, G. I. Aberration properties and performance of a new diffractive-gradient-index high-resolution objective Текст. / G. I. Greisukh, E. G. Ezhov, S. A. Stepanov // Applied Optics. 2001. - Vol.40, № 16. - P. 2730-2735.

122. Greisukh, G. I. Design of cemented radial gradient-index triplet Текст. / G. I. Greisukh, S. A. Stepanov // Applied Optics. 1998. -Vol. 37, № 13,- P. 26872690.

123. Greisukh, G. I. Design of objectives consisting of cemented radial gradient-index lenses Текст. / G. I. Greisukh, E. G. Ezhov, S. A. Stepanov // Proc. SPIE. 1999. - Vol. 3737, P. 369-375.

124. Greisukh, G. I. Diffractive-refractive hybrid corrector for achro- and apochromatic corrections of optical systems Текст. / G. I. Greisukh, E. G. Ezhov, S. A. Stepanov // Applied Optics. 2006. - Vol. 45, № 24. - P. 61376141.

125. Greisukh, G. I. Optics of diffractive and gradient-index elements and systems Текст. / G. I. Greisukh, S. T. Bobrov, S. A. Stepanov // Bellingham: SPIE Press, 1997. -414 p.

126. Greisukh, G. I. Reduction of the distortion of the diffractive-gradient-index high-resolution objectives Текст. / G. I. Greisukh, E. G. Ezhov, S. A. Stepanov // Applied Optics. 2005. - Vol. 44, Issue 4. - P. 512-518.

127. GRIN lenses Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.opticsnotes.com/sciopticsfaq/grin.htm

128. GRIN lenses for imaging and telecommunications Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.grinext.spb.ru

129. GRINTECH GmbH gradient index optics technology Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.grintech.de

130. G-S plastic optics Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.gsoptics.com/

131. Gupta, A. Theory of fifth-order aberration of graded-index media Текст. / A. Gupta, K. Thyagarjan, I. C. Goyal, A. K. Ghatak // Journal of Optical Society of America. 1976. - Vol. 66, № 12. - P. 1320-1325.

132. Harrigan, M. E. Some first-order properties of radial gradient lenses. Compared to homogeneous lenses Текст. / M. E. Harrigan // Applied Optics. 1984. -Vol. 23, № 16. - P. 2702-2705.

133. Hawkeye borescopes and borescope accessories by gradient lens corporation Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.gradientlens.com/

134. Hewak, D. W. Numerical ray tracing for gradient-index media Текст. / D. W. Hewak, J. W. Y. Lit// Can. J. Phys. 1985. - Vol. 63. - P. 234-239.

135. Heynacher, E. Uber die Bedeutung der Kontrastwiedergabe Photographischer Objektive Текст. / E. Heynacher // Kino-Technic.- 1961. Vol. 18, № 5.- P. 159-164.

136. High-definition television Электронный ресурс. Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/HDTV

137. Hitoshi, О. Application of a diffractive lens element to a lithographic projection lens Текст. / Ohashi Hitoshi, Kuba Keiichi, Okamura Toshiro, etc. // Proceedings SPIE. 1995. - Vol. 2577. - P. 130-136

138. Houde-Walter, S. Lens designers: gradient-index optics are in your future Текст. / S. Houde-Walter // Laser Focus World. 1989. - № 4. - P. 151-160.

139. Ilinsky, R. Gradient-index meniscus lens free of spherical aberration Текст. / R. Ilinsky // J.Opt. A: Pure Appl. Opt. 2000. - Vol. 2 - P. 449-45.

140. INM Leibniz-Institut fuer Neue Materialien GmbH Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.inm-gmbh.de

141. Jennifer, L. R. Design of three-element night-vision goggle objectives Текст. / L. Rouke Jennifer, Mary Kate Crawford, David J. Fischer, etc.// Applied Optics. 1998. - Vol. 37, № 4. - P. 622-626.

142. Kapron, F. P. Geometrical optics of parabolic index-gradient cylindrical lenses Текст. / F. P. Kapron // Journal of Optical Society of America. 1970. - Vol. 60,№ 11.-P. 1433-1437.

143. Karl Storz endoscopes Электронный ресурс. Режим доступа: http ://www.karl storz. de

144. Kathman, A. Efficiency considerations for diffractive optical elements Текст. / A. Kathman, D. Hochmuth, D. Brown // Proceedings SPIE. 1995,- Vol. 2577. -P. 114-122.

145. Kitano, I. Current status of aplanatic gradient-index lens systems Текст. / I. Kitano // Applied Optics. 1990. - Vol. 29, № 28. - P. 3992-3997.

146. Kodate, К. Fabrication of high numerical aperture zone plates using deep ultraviolet lithography Текст. / К. Kodate, H. Takenaka, T. Kamiya // Applied Optics. 1984. - Vol. 23, № 3. - P. 504-507.

147. Koichi, M. Hybrid achromatic objective lens for optical data storage Текст. / Koichi Maruyama, Makoto Iwaki, Syun'itirou Wakamiya, Ryota Ogawa. A. // Proceedings SPIE. 1995.- Vol. 2577. - P. 123-129

148. Koike, Y. Gradient-index contact lens Текст. / Y. Koike, A. Asakawa, S. P. Wu, E. Nihei // Applied Optics. 1995. - Vol. 34, № 22. - P. 4669-4673.

149. Koronkevitch, V. P. Kinoforms: technologies, new elements, and optical systems Текст. / V. P. Koronkevitch, V. P. Korolkov, A. G. Poleshchuk et al. // Preprint N 421. Novosibirsk: IAE, S.B. USSR Ac. Sci., 1989,- 54 p.

150. Lee, С. C. Making aspherical mirrors by thin-film deposition Текст. / С. С. Lee, D. S. Wan, С. C. Jaing, C. W. Chu // Applied Optics. 1993. - Vol.32, № 17.-P. 5535-5538

151. Leiner, D. S. Correction of chromatic aberrations in GRIN endoscopes Текст. / D. S. Leiner, R. Prescott // Applied Optics. 1983. Vol. 22, № 3. P. 383-386.

152. Luneburg, R. K. Mathematical theory of Optics Текст. / R. K. Luneburg-Brown Univ., Providence, R.I., 1944. 213 p.

153. Magiera, L. Seventh-order aberrations of gradient-index media with axial symmetry Текст. / L. Magiera // Journal of Optical Society of America. 1995. -Vol. 12, №4.-P. 794-800.

154. Mait, Joseph N. Design of a diffracttive variable-magnification telescope Текст. / Joseph N. Mait, Michael J. Hope // Proceedings SPIE. 1994.- Vol. 2152.-P. 14-21.

155. Marchand, E. W. Gradient-index optics Текст. / E. W. Marchand // New York: Academic, 1978.- 123 p.

156. Marchand, E. W. Ray tracing in gradient-index media Текст. / E. W. Marchand // Journal of Optical Society of America. 1970. - Vol.60, N° 1. - P. 17.

157. Marchand, E. W. Third-order aberrations of the photographic Wood lens Текст. / E. W. Marchand // Journal of Optical Society of America. 1976. -Vol. 66,№ 12.-P. 1326-1330.

158. Microwave antennas Электронный ресурс. Режим доступа: http://old.astronews.prao.psn.ruynews/July01/0307nl.html

159. Missig, Michael D. Diffractive optics applied to eyepiece design Текст. / Michael D. Missig, Michael G. Morris // Applied Optics. 1995. - Vol. 34, № 14.-P. 2452-2461.

160. Monk, D. W. The digital micromirror device for projection display Текст. / D. W. Monk, R. O. Gale // Microelectronic Engineering. 1995. V. 27, № 1-4. P. 489-493.

161. Montagnino, L. Ray tracing in inhomogeneous media Текст. / L. Montagnino // Journal of Optical Society of America. 1968. - Vol.58, № 11. - P. 1667-1668.

162. Moore, D. T. Catadioptric systems with a gradient-index corrector plate Текст. / D. T. Moore // J. Opt. Soc. Am. 1977. - Vol. 67, № 9. - P. 1143-1146.

163. Moore, D. T. Ray tracing in gradient-index media Текст. / D. T. Moore // Journal of Optical Society of America.- 1975. Vol. 65, № 4. P. 451-455.

164. Moore, D. T. Third-order aberrations of inhomogeneous lenses with cylindrical index distributions Текст. / D. T. Moore, P. J. Sands // Journal of Optical Society of America. 1971. - Vol. 61, № 9. - P. 1195-1201.

165. Moore, D.T. Radial gradient-index lenses with zero Petzval aberration Текст. / D.T. Moore, R.T. Salvage // Applied Optics. 1980. - Vol. 19, № 7. - P. 10811086.

166. Moore, D.T. Ray tracing in anamorphic gradient-index media Текст. / D.T. Moore, J.M. Stagaman // Applied Optics. 1982. - Vol. 21, № 6. - P. 999-1003.

167. Morgan, S. P. General solution of the Luneburg lens problem Текст. / S. P. Morgan//Journal of Applied Physics. 1958. Vol.29, № 11. - P. 1358-1368.

168. Nippon Sheet Glass Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.nsg.co.jp

169. Nippon Sheet Glass, in Selfoc Product Guide Nippon Текст. / Sheet Glass Europe N.V./S.A., Temse, 2001

170. Nishizawa, K. Chromatic aberration of the selfoc lens as an imaging system Текст. / К. Nishizawa// Applied Optics 1980. - Vol. 19, № 7. - P. 1052-1055.

171. Niven, W. D. The Scientific Papers of James Clerk Maxwell Текст. / W. D. Niven. New York: Dover, 1965.- P. 76-78.

172. Ogata, S. Electron-beam writing system and its application to large and high-density diffractive optic elements Текст. / S. Ogata, M. Tada, M. Yoneda // Applied Optics. 1994. - Vol. 33, № 10. - P. 2032-2036.

173. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.lambdares.com/products/oslo/index.phtml

174. Optical Research Associates Optical Design Software, Illumination Design Software, Optical Engineering Services Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.opticalres.com/

175. О'Shea, D. С. Diffractive Optics: Design, Fabrication, and Test Текст. / D. С. О'Shea, Т. J. Suleski, A. D. Kathman, D. W. Prather. Bellingham: SPIE Press, 2003. - 260 p.

176. Pfisterer, R. N. Design of a 35-mm photographic objective using axial GRIN materials Текст. / R. N. Pfisterer // Proceedings SPIE. 1993. - Vol. 2000. - P. 359-563.

177. Philips Research Technologies Photo replication Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.research.philips.com/technologies/lightdevmicrosys/polmat/photo rep.html

178. Rama Krishna, K. S. Chromatic aberrations of radial gradient-index lenses. 1. Theory. Текст. / К. S. Rama Krishna, A. Sharma // Applied Optics. 1996. -Vol. 35, №7.-P. 1032-1036.

179. Rama Krishna, K. S. Chromatic aberrations of radial gradient-index lenses. 2. Selfoc lenses. Текст. / К. S. Rama Krishna, A. Sharma // Applied Optics. -1996. Vol. 35, № 7. - P. 1037-1040.

180. Ray, S. F. Applied Photographic Optics Текст. / S. F. Ray. Oxford: Focal Press, 2002.

181. Roderic Hyde, A. Eyeglass. 1. Very large aperture diffractive telescope Текст. // A. Roderic Hyde / Applied Optics. 1999. - Vol. 38, № 19. - P. 4198-4212.

182. Rossi, M. Diffractive optical elements for passive infrared detectors Текст. / M. Rossi, Th. Ammer, M. T. Gale, etc. II Proc. of Diffractive Optics and Micro-Optics. 2000. - Vol. 41, - P. 288-290.

183. Rouke, J. L. Design of three-element night-vision goggle objectives Текст. / J. L. Rouke, M. K. Crawford, D. J. Fischer, C. J. Harkrider, et al. // Applied Optics. 1998. - Vol. 37, № 4. - P. 622-626

184. Ryan-Howard, D. P. Model for the chromatic properties of gradient-index glass Текст. / D. P. Ryan-Howard, D. T. Moore // Applied Optics. 1985. - Vol. 24, №24. - P. 127-137.

185. Sands, P. J. Inhomogeneous lenses, II. Chromatic paraxial aberrations Текст. / P. J. Sands // Journal of Optical Society of America. 1971. - Vol. 61, № 6. - P. 777-783.

186. Sands, P. J. Inhomogeneous lenses, III. Paraxial optics Текст. / P. J. Sands // Journal of Optical Society of America. 1971. - Vol. 61, № 7. - P. 879-885.

187. Sands, P. J. Third-order aberrations of inhomogeneous lenses Текст. / P. J. Sands // Journal of Optical Society of America. 1970. - Vol. 60, № 11. - P. 1436-1443.

188. Sharma, A. Tracing rays through graded-index media: a new method Текст. / A. Sharma, D. V. Kumar, A. K. Ghatak К Applied Optics. 1982. - Vol. 21, № 6. - P. 984-987.

189. Simpson, Michael J. Diffractive multifocal intraocular lens image quality Текст. / Michael J. Simpson // Applied Optics. 1992. - Vol. 31, № 19. - P. 3621-3626.

190. Southwell, W. H. Ray tracing in gradient-index media Текст. / W. H. Southwell // Journal of Optical Society of America. 1983. - Vol. 72, № 7. - P. 908-911.

191. Stevens, R. F. Zone-plate interferometers Текст. / R. F. Stevens // Jour, of Modern Optics. 1988. - Vol. 35, № 1. - P. 75-79.

192. Streifer, W. Analytic solution of ray equation in cylindrically inhomogeneous guiding media. 1. Meridional rays Текст. / W. Streifer, К. B. Paxton // Applied Optics. 1971. - Vol.10, № 3. - P. 769.

193. Streifer, W. Analytic solution of ray equation in cylindrically inhomogeneous guiding media. 2. Skew rays Текст. / W. Streifer, К. B. Paxton // Applied Optics, 1971. Vol.10, № 5. - P. 1164-1171.

194. Tanaka, Y. Tech. Dig. ISOM2003 Текст. / Y. Tanaka, Y. Komma, Y. Shimizul, etc // Nara, Th-G-04. 2003. P. 222.

195. Trost, H.-J. Using drop-on-demand technology for manufacturing GRIN lenses Текст. / H.-J. Trost, J. Ayers, T. Chen, W. R. Cox, etc. // Proceedings of 2001 Ann. Mtg. ASPE. 2001. - P. 533-536.

196. Tsuchida, H. Design of zoom lens systems that use gradient-index material Текст. / H. Tsuchida, N. Aoki, K. Hyakumura, K. Yamamoto // Applied Optics. 1992. - Vol. 31, № 13. - P. 2279-2283.

197. Wayne, K. Optical design comparison of 60o eyepieces: one with a diffractive surface and one with aspherics Текст. / Knapp Wayne, Gary В lough, Kumar Khajurivala, etc. // Applied Optics. 1997. - Vol. 36, № 20. - P. 4756-4760.

198. Welford W.T. A vector raytracing equation for hologram lenses of arbitrary shape Текст. / W.T. Welford // Optics Communications. 1975. - Vol.14, № 3. -P. 322-323.

199. Whitehead, L.A. Simplified ray tracing in cylindrical systems Текст. / L.A. Whitehead // Applied Optics. 1982. - Vol.21, № 19. - P. 3536-3358.

200. Wood, R. W. Phase-reversal zone-plates and diffraction-telescopes Текст. / R. W. Wood // Philos. Mag. 1898. - Vol. 45. - P. 511-522.

201. Yasuo, K. Compact optical head using a holographic optical element for CD players Текст. / Kimura Yasuo, Sugama Seizen, Ono Yuzo // Applied Optics. -1988. Vol. 27, № 4. - P. 668-671.22:

202. ZEMAX: software for optical system design Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.focus-software.com

203. Zhdanov, D. Design of optical systems with HOE by DEMOS program Текст. / D. Zhdanov, S. Bezdidko, M. Gan, Y. Novoselskiy, etc. // Proceedings SPIE. -1991. Yol. 1574. - P. 254-260.

204. Zwiers, R. J. M. Aspherical lenses produced by a fast high-precision replication process using UV-curable coatings Текст. / R. J. M. Zwiers, G. С. M. Dortant // Applied Optics. -1985. Vol.24, № 21. - P. 4483-4486

205. Грейсух, Г.И. Оптика на рубеже веков Текст. / Г.И. Грейсух, Е.Г. Ежов, С.А. Степанов // Региональное строительство и архитектура. 2006. - № 1. -С. 120-127.