Добро пожаловать на наш астрономический форум! Здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали. Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил.

Хроматизм увеличения

Описания элементарных аберраций оптических изображающих приборов, методов их обнаружения и компенации
Ответить
Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 11176
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Откуда: Санкт-Петербург, Бухарестская, д.33, к.1
Контактная информация:

Хроматизм увеличения

Сообщение Ernest » 24 окт 2012, 20:49

Хроматизм увеличения

Это полевая аберрация свойственная более широкоугольной оптике (вроде окуляров и широкоугольных объективов), при которой изображение в разных по цвету лучах имеет немного разный размер - увеличение оптической системы чуть разное для разных по длине волны участков оптического спектра. Как итог - на краю поля зрения (где эта аберрация проявляется в наибольшей степени) звезды (светящиеся точки) обзаводятся двумя цветными хвостами - одним (например, синим) в сторону центра поля зрения, другим (скажем, красным) в сторону края поля зрения. В зависимости от величины аберрации и ее порядка изображение светящейся точки (при сохранении симметрии относительно направления на центр поля зрения) может иметь едва заметный разные по цветовому тону каемки или длинные более менее яркие цветные хвосты. В центре поля зрения строго центрированной оптической системы хроматизм увеличения равен нулю, вклад в деформацию изображения тем больше, чем дальше рассматриваемая точка располагается от центра поля зрения. Величина проявления хроматизма увеличения не зависит от апертуры оптики.

Изображение

Величина хроматизма увеличения

В некоторой точке поля зрения на удалении Y от оптической оси первичный хроматизм увеличения (полный размах спектрика, в который растягивается изображение белой точки) измеряют или в абсолютной величине:
dYхр = Y'λ1 - Y'λ2,
где
Y'λ1 - удаление точки изображения от центра поля зрения на длине волны λ1 - длинноволновой (красной) границе спектрального диапазона;
Y'λ2 - удаление точки изображения от центра поля зрения на длине волны λ2 - коротковолновой (синей) границе спектрального диапазона;
или в относительной:
dY'хр% = 100%(Y'λ1 - Y'λ2)/Y'λ0 = 100%dYхр/Y'λ0,
где
Y'λ0 - удаление точки изображения от центра поля зрения на длине волны λ0 - середине спектрального диапазона.

Вторичный хроматизм увеличения (размах спектрика от середины спектрального диапазона до средней точки измеренной между красным и синим концом):
ddY'хр = Y'λ0 - (Y'λ1 + Y'λ2)/2,
или в проецентах:
ddY'хр% = 100%ddY'хр/Y'λ0.

Хроматизм увеличения сложных систем и компенсационные окуляры

Результирующий хроматизм увеличения в изображении сложной оптической системы, например, телескопа или микроскопа складывается из хроматизма увеличения каждого из компонентов. Обычно расчетчики оптических систем стремятся к тому, чтобы каждый из компонентов был полностью свободен от аберраций. Например, объектив строил изображение с минимальными остаточными аберрациями (в том числе и хроматизмом увеличения), как и окуляр (более подверженный полевым аберрациям) переносил бы промежуточное изображение в глаз добавляя в него минимумом своих аберраций. Если есть какой-то дополнительный компонент (линза Барлоу, компрессор или корректор поля) то и его стремятся рассчитывать на минимум аберраций. Оно и понятно, иначе при смене окуляров (введении Барлоу или установке компрессора) изображение в результате суммирования аберраций оптических узлов портилось бы непредсказуемым образом.

Однако, иногда при проблемах в аберрационном расчете инженер-оптик оставляет какую-либо аберрацию объектива без внимания, рассчитывая окуляр (в котором больше линз и соответственно возможностей управлять составом полевых аберраций) таким образом, чтобы он внес эту-же аберрацию с обратным знаком. Промежеточное изображение будет отягощено аберрацией, но итоговое - свободно от нее. Вот только компоненты такого сложного оптического прибора уже могут использоваться только совместно, иначе работая с компонентами исправленными в ноль такие компенсационные компоненты испортят результирующее изображение.

В отношении хроматизма увеличения, который легко контролируется в окулярах расчетчики часто используют такой подход, например, при расчете объективов и окуляров микроскопов. Такие компенсационные узлы маркируются специальным образом (в отечественной практике буквой "К"). Если вы используете окуляр от микроскопа - обратите внимание на его маркировку. В практике астрономических инструментов и аксессуаров такой подход не практикуется. Однако, отдельные части широкоугольного оптического узла такого, как окуляр, могут иметь взаимокомпенсационный хроматизм увеличения. Такая взаимная компенсация особенно выпукло проявляется в сложных окулярах с предфокальным, обычно отрицательным, компонентом (как в схемах Наглера). Этот предфокальный компонент (иногда ошибочно называемый встроенной линзой Барлоу) может вносить собственные аберрации (в том числе и хроматизм увеличения), которые потом будут компенсированы корпусной частью окуляра. Это, в частности, может приводить к более или менее сильному окрашиванию границы поля зрения - изображения полевой диафрагмы, которое при расположении между линзами окуляра строится некомпенсированной частью оптики, расположенной в корпусе. Это не дефект изображения, а скорее особенность конструкции окуляра. С настоящими линзами Барлоу (которые рассчитываются на полную компенсацию) такое происходить не должно.

Ответить