Расчёт осевых сферических аберраций высших порядков фокусирующего светосильного голограммного оптического элемента с исправленной сферической аберрацией третьего порядка. Часть 2
Автор: Батомункуев Юрий Цыдыпович, Дианова Александра Алексеевна, Маганакова Татьяна Валерьевна
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 4 т.42, 2018 года.
Бесплатный доступ
В работе представлены и обсуждаются результаты расчётов радиусов поперечных сферических аберраций пятого, седьмого и девятого порядков многопорядкового осевого голограммного оптического элемента, записанного двумя расходящимися сферическими волнами. В качестве примеров рассматриваются фокусирующие пропускающие и отражательные осевые голограммные оптические элементы с относительными отверстиями, близкими к 1:1 в заданных диапазонах инфракрасной области спектра. Представлены аналитические выражения для вычисления минимума расстояний от голограммного оптического элемента до полихроматического точечного источника и до его изображения. Рассмотрены изменения этих расстояний при увеличении рабочей длины волны в заданном диапазоне. Приведены примеры двух разных пропускающих голограммных оптических элементов с одинаковыми хроматическими аберрациями положения в «окнах прозрачности» атмосферы в диапазонах 2,15 - 2,50 мкм и 4,3 - 5,0 мкм. Указывается, что на основе этих двух голограммных оптических элементов может быть разработан двухдиапазонный голографический объектив с рабочими спектральными диапазонами 2,15 - 2,50 мкм и 4,3 - 5,0 мкм.
Голограммный оптический элемент, хроматическая аберрация, сферическая аберрация высших порядков, сферохроматическая аберрация
Короткий адрес: https://sciup.org/140238425
IDR: 140238425 | DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-4-627-636
Calculation of higher-order axial spherical aberrations of a high-aperture focusing holographic optical element with the corrected third-order spherical aberration. Part 2
The paper presents and discusses the results of calculations of the radii of transverse fifth-, seventh- and ninth-order spherical aberrations in a multi-order on-axis HOE (holographic optical element), recorded using two divergent spherical waves. As examples, focusing transmission and reflection on-axis HOEs with relative apertures close to 1:1 in given infrared spectral ranges are considered. Analytical expressions are presented for calculating the minimum distance from the HOE to a polychromatic point source and to its image. We study in which way these distances change with increasing operating wavelength in the spectral range of interest. Examples of two different transmission HOEs with identical chromatic aberrations are presented in the atmospheric infrared windows in the ranges of 2.15 - 2.50 μm and 4.3 - 5.0 μm. It is pointed out that on the basis of these two HOEs, a dual-band holographic lens with working spectral ranges of 2.15 - 2.50 μm and 4.3 - 5.0 μm can be developed.
Список литературы Расчёт осевых сферических аберраций высших порядков фокусирующего светосильного голограммного оптического элемента с исправленной сферической аберрацией третьего порядка. Часть 2
- Vizgaitis, J. Third generation infrared optics/J. Vizgaitis//Proceedings of SPIE. -2008. -Vol. 6940. -69400S. - DOI: 10.1117/12.779095
- Хацевич, Т.Н. Оптическое проектирование двухдиапазонных инфракрасных объективов/Т.Н. Хацевич, Т.В. Парфёнова//Приборы. -2014. -№ 3. -С. 21-27.
- Snow, K.A. Production of partially achromatic zone plates by holographic techniques/K.A. Snow, M.P. Givens//Journal of The Optical Society of America. -1968. -Vol. 58, Issue 7. -P. 871-874. - DOI: 10.1364/JOSA.58.000871
- Bennet, S.J. Achromatic combinations of hologram optical elements/S.J. Bennet//Applied Optics. -1976. -Vol. 15, Issue 2. -P. 542-545. - DOI: 10.1364/AO.15.000542
- Мустафин, К.С. Расчёт ахроматизированных голограммных линзовых систем на основе принципа таутохронизма лучей/К.С. Мустафин//Оптика и спектроскопия. -1978. -Т. 44, Вып. 1. -С. 164-167.
- Оптика дифракционных элементов и систем/С.Т. Бобров, Г.И. Грейсух, Ю.Г. Туркевич. -Л.: Машиностроение, 1986. -223 с.
- Latta, J.N. Fifth-order hologram aberrations/J. Latta//Applied Optics. -1971. -Vol. 10, Issue 3. -P. 666-667 DOI: 10.1364/AO.10.000666
- Mehta, P.C. Higher order aberrations in hologaphic lenses/P.C. Mehta, K.S.S. Rao, R. Hradaynath//Applied Optics. -1982. -Vol. 21, Issue 24. -P. 4553-4558. - DOI: 10.1364/AO.21.004553
- Батомункуев, Ю.Ц. Аберрации девятого порядка внеосевого объёмного голограммного оптического элемента/Ю.Ц. Батомункуев//Ползуновский вестник. -2012. -№ 3/2. -С. 142-146.
- Егоренко, М.П. Исследование хроматизма многоспектрального зеркально-линзового объектива/М.П. Егоренко, В.С. Ефремов//Сборник материалов V Международного научного конгресса и выставки «ГЕО-Сибирь-2009». -2009. -Т. 5, Вып. 1. -С. 74 -77.
- Инфракрасные системы 3-го поколения/В.В. Тарасов, И.П. Торшина, Ю.Г. Якушенков, под ред. Ю.Г. Якушенкова. -М.: Логос, 2011. -239 с. -ISBN: 978-5-98704-539-8.
- Скиданов, Р.В. Гармоническая линза с кольцевой апертурой/Р.В. Скиданов, Ю.С. Стрелков, С.Г. Волотовский//Компьютерная оптика. -2017. -Т. 41, № 6. -С. 842-847. - DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-6-842-847
- Мустафин, К.С. Голограммная оптика и перспективы её применения/К.С. Мустафин. -В кн.: Материалы пятой Всесоюзной школы по голографии. -Л.: ЛИЯФ, 1973. -602 с.
- Park, Y. Miniaturization of a Fresnel spectrometer/Y. Park, L. Koch, K. Song, S. Park, G. King, S. Choi//Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. -2008. -Vol. 10, Issue 9. -095301. - DOI: 10.1088/1464-4258/10/9/095301
- Южик, И.Б. Приборы для обнаружения и подавления оптических и оптико-электронных средств/И.Б. Южик, В.В. Малинин, Г.Н. Попов//Сборник материалов IV Международного научного конгресса и выставки «ГЕО-Сибирь-2008». -2008. -Т. 4, Вып. 1. -C. 148-152.
- Горелик, Л.И. Двухдиапазонный инфракрасный объектив/Л.И. Горелик, А.В. Полесский, Н.А. Семенченко, К.А. Хамидуллин, А.Д. Юдовская//Успехи прикладной физики. -2013. -Т. 1, № 2. -С. 227-230.
- Ган, М.А. Теория и методы расчёта голограммных и киноформных оптических элементов/М.А. Ган. -Л.: ГОИ, 1984. -140 с.
- Буйнов, Г.Н. Об одной возможности компенсации сферической аберрации осевых голограммных линз/Г.Н. Буйнов, К.С. Мустафин//Оптика и спектроскопия. -1976. -Т. 41, Вып. 2. -С. 341-342.
- Батомункуев, Ю.Ц. Анализ рабочего спектрального диапазона многопорядкового ГОЭ/Ю.Ц. Батомункуев, А.А. Дианова//Сборник материалов международной конференции «СибОптика-2017». -2017. -Т. 1. -С. 3-8.
- Батомункуев, Ю.Ц. Расчёт осевых сферических аберраций высших порядков светосильного фокусирующего ГОЭ с исправленной сферической аберрацией третьего порядка. Часть 1/Ю.Ц. Батомункуев, А.А. Дианова//Компьютерная оптика. -2018. -Т. 42, № 1. -С. 44-53. - DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-1-44-53
- Батомункуев, Ю.Ц. Расчёт спектрального диапазона многопорядкового фокусирующего голограммного оптического элемента с исправленной сферической аберрацией третьего порядка/Ю.Ц. Батомункуев, А.А. Дианова//Компьютерная оптика. -2017. -Т. 41, № 2. -С. 192-201. - DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-2-192-201
- Карпеев, С.В. Расчёт и анализ трёхволнового дифракционного фокусирующего дублета/С.В. Карпеев, А.В. Устинов, С.Н. Хонина//Компьютерная оптика. -2016. -Т. 40, № 2. -С. 173-178. - DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-2-173-178
- Карпеев, С.В. Исследование влияния широкополосного излучения на распределение интенсивности, формируемое дифракционным оптическим элементом/С.В. Карпеев, С.В. Алфёров, С.Н. Хонина, С.И. Кудряшов//Компьютерная оптика. -2014. -Т. 38, № 4. -С. 689-694.
