Пример габаритный расчет оптической схемы прибора ночного. Программа расчёта оптических лазерных систем. Угловое поле системы

Оптическая система прибора может иметь один, два или более компонентов.

Оптическая система с одним компонентом является наиболее простой по своей реализации.

На рисунке 3.5.1 изображена оптическая схема с одним оптическим элементом, где введены следующие обозначения: а,b - линейные размеры излучающей поверхности; e, h - линейные размеры приемника; l - расстояние между объективом и источником излучения; l" - расстояние между объективом и приемником.

Размеры изображения излучающей поверхности обозначим а " и b" . Уместим изображение излучателя в пределах поверхности приемника, т.е. положим, что а" < e , а b"< h.

Рисунок 3.5.1 - Оптическая схема с одним компонентом

Линейное увеличение (3.5.1)

Подставляя а" < e , получим расстояние до приемника

Расстояние может быть задано исходя из назначения и применения прибора. Тогда положение приемника определяется из (6.2).

Фокусное расстояние объектива

. (3.5.3)

При очень большом расстоянии l до излучателя, приемник располагается в фокальной плоскости объектива, как следует из (3.5.3).

Диаметр входного отверстия D вх находится из формулы

, (3.5.4)

где Ф min - минимальное значение потока на поверхности фотоприемника, лм;

Коэффициент пропускания оптической системы;

L е - энергетическая яркость, Вт·ср -1 м -2 ();

S изл - площадь излучающей поверхности, м 2 .

Или по формуле

(3.5.5)

Размеры и D вх определяют продольные и поперечные размеры оптической системы.

При отдаленном источнике светочувствительная поверхность приемника располагается в фокальной плоскости объектива. Если наибольший угловой размер источника излучения равен 2 , то линейный размер изображения источника излучения

. (3.5.6)

Чтобы изображение уместилось на светочувствительной поверхности фотоприемника, необходимо иметь а"< е.

Откуда фокусное расстояние

. (3.5.7)

Оптическая система с двумя компонентами.

В зависимости от назначения система имеет несколько вариантов. Оптическая схема с двумя компонентами при удаленном источнике приведена на рисунке 3.5.2.



Габариты такой системы определяются из следующих условий.

Диаметр объектива находится по одной из формул (3.4.4) или (3.5.5). Фокусное расстояние объектива f 1 " устанавливается конструктивно по известным в оптике значениям допустимого относительного отверстия D вх /f 1 " . Будем считать, что f 1 "(2 ÷ 5) D вх.

Для того, чтобы поток, попавший в оптическую систему, не проходил мимо светочувствительной поверхности приемника, диаметр выходного зрачка D вых < е , при этом е - наименьший линейный размер чувствительной поверхности фотоприемника.

Расстояние между конденсором и фотоприемником

(3.5.8)

Рисунок 3.5.2 - Оптическая система с двумя компонентами при отдаленном излучателе

Расстояние b между фокальной плоскостью объектива и конденсором должно быть больше фокусного расстояния конденсора

(3.5.9)

Расстояние b также устанавливается конструктором.

Фокусное расстояние конденсора

(3.5.10)

Диаметр полевой диафрагмы

(6.5.11)

где - угол поля зрения.

Общая длина системы

На рисунке 3.5.3 представлена схема с двумя компонентами, предназначенная для просвечивания объекта измерения параллельным пучком.

Для получения параллельного пучка источник располагается в передней фокальной плоскости объектива. Расстояние между объективом и коллективом d является заданным. Фокусное расстояние объектива f 1 выбирается так, чтобы передний фокальный угол был достаточно велик и использование потока излучателя не оказалось слишком малым.

Рисунок 3.5.3 - Оптическая система с двумя компонентами,
предназначенная для просвечивания объектов измерения

Обычно передний апертурный угол не превышает 30 0 , если не использовать сложные осветительные системы. Диаметр объектива определяется по формулам (3.5.4) или (3.5.5). Диаметр выходного зрачка D вых е ,. где е - наименьший линейный размер поверхности фотоприемника.

Расстояние между коллективом и фотоприемником

(3.5.13)

Фокусное расстояние коллектива

Наиболее удаленная от оптической оси точка поверхности излучателя создает параллельный пучок, направление оси которого составляет наибольший угол с оптической осью. Ось пучка пересекает ось у поверхности приемника, и, как отмечено при рассмотрении предыдущей системы, сечения всех пучков на поверхности фотоприемника сольются в одно светлое пятно.

Угол определяется соотношением

(3.5.15)

Диаметр коллектива

. (3.5.16)

(3.5.17)

Оптическая схема с четырьмя компонентами представлена на
рисунке 3.5.4. Такая схема может быть использована в приборах, имеющих оптический модулятор.

Расчет такой оптической схемы довольно прост, так как все элементы схемы находятся в фокальных плоскостях оптических компонентов. Зная геометрические размеры источника излучения D ис, диафрагмы (отверстий модулятора) D д и размеры светочувствительной поверхности фотоприемника D фп из формулы подобия рассчитываются фокусные расстояния линз

Размер d выбирается конструктивно, исходя из условий закрепления линз.

Общая длина оптической системы

l общ . (3.5.19)

Рисунок 3.5.4 - Оптическая схема с четырьмя компонентами, используемая для оптических модуляторов

Энергетический расчет. Цель энергетического расчета: определение величины потока достигающего фотопреобразователя, исходя из мощности источника излучения, потерь в оптической системе и влияния функции преобразования.

В общем случае величина потока, достигшего светочувствительной поверхности фотоприемника определяется следующим соотношением

где - коэффициент полезного действия конденсора, определяется диаграммой направленности источника излучения и геометрическими параметрами конденсора.

Для лампы накаливания

(3.5.21)

Для светодиодов расчет ведется исходя из заданной диаграммы направленности излучения (диаграмма направленности светодиода берется из справочника).

На миллиметровке строится диаграмма направленности излучения светодиода, которая берется из справочников по источникам излучения. На расчетном расстоянии, в масштабе, располагается первая линза оптической системы Dл. Высчитывается единичная площадь S 1 диаграммы направленности светодиода. Далее высчитывается площадь S 2 ограниченная углом 2 на диаграмме направленности. Коэффициент вычисляется как отношение площадей S 2 и S 1

Одной из простейших схем объектива-анастигмата является объектив триплет, состоящий из трех одиночных линз, расположенных на конечном расстоянии друг от друга. Этот объектив относится к группе универсальных объективов: его относительное отверстие не превышает а угловое поле не более

Наиболее рациональной схемой триплета является схема, в которой отрицательная линза расположена между двумя положительными (рис. 275, а). Другая возможная схема - положительная линза между двумя отрицательными - нерациональная, так как при положительном фокусном расстоянии всего объектива оптическая сила положительной линзы должна быть слишком большой. Остальные комбинации, отступающие от симметрии в

Рис. 275. Схема объектива триплет

отношении знаков оптических сил линз, приводят к значительным трудностям при исправлении дисторсии.

Объектив триплет был разработан английским оптиком Г. Тейлором в 1894 г. и до сих пор является предметом массового производства почти всех онтических фирм мира. Дальнейшим развитием схемы триплета является более совершенный объектив «Тессар» (1902 г.).

Сравнительная простота оптической схемы триплета позволяет выполнить исследование и расчет этого объектива на основе теории аберраций третьего порядка. Полагая линзы триплета бесконечно тонкими, можно подобрать такие параметры, через которые большинство аберраций объектива выражаются линейно. Известно несколько методик расчета триплета, предложенных Г. Слюсаревым , Д. Волосовым и др. Отметим, что во всех методиках расчета используется способ разделения параметров на внешние, не зависящие от формы линз, и внутренние, определяющие конструкцию линз объектива.

Задача по расчету триплета состоит в решении девяти уравнений, выражающих условия исправления пяти монохроматических аберраций третьего порядка, двух хроматических аберраций и двух габаритных условий. Для выполнения всех этих условий в триплете имеются пять внешних параметров (три оптические силы линз и два воздушных промежутка), три внутренних параметра (форма трех линз) и шесть оптических постоянных стекол (показатели преломления и коэффициенты дисперсии). Следует иметь в виду, что с математическойточки зрения постоянные оптических стекол не являются полноценными параметрами, так как они могут принимать только дискретные значения в ограниченных пределах. Принципиальная схема объектива триплет, состоящего из тонких линз, показана на рис. 275, б. Нумерация углов вспомогательных лучей выполнена относительно компонентов объектива. Фокусное расстояние объектива принимаем равным единице.

Условия нормировки первого вспомогательного луча: второго - Рассмотрим сначала аналитические зависимости, определяющие выполнение условий

масштаба и исправления аберраций, зависящих от внешних параметров. Выполнение условий, обеспечивающих исправление сферической аберрации, комы и астигматизма, рационально рассмотреть после определения внешних параметров, так как коррекция указанных аберраций достигается за счет внутренних параметров линз, т. е. путем нахождения радиусов кривизны преломляющих поверхностей.

Так как апертурная диафрагма обычно устанавливается внутри объектива, то для получения более простых зависимостей будем считать, что в исходном варианте объектива эта диафрагма совпадает со вторым компонентом, т. е.

Таким образом, внешние параметры триплета необходимо выбирать, исходя из выполнения следующих шести условий.

1. Условие заданного фокусного расстояния (условие масштаба)

где приведенные оптические силы линз триплета.

2. Условие заданного фокального отрезка:

Это условие не всегда является обязательным.

3. Условие исправления кривизны Пецваля:

4. Условие исправления хроматизма положения:

5. Условие исправления хроматизма увеличения:

6. Пятая сумма Зейделя, определяющая дисторсию объектива, выражается через параметры согласно (498). Но так как в большинстве конструкций триплета приведенные значения величин составляют то примерно такие же значения имеют высоты второго вспомогательного луча на первой и третьей линзах. Поэтому в формулах (498) можно опустить слагаемые, содержащие высоты в третьей и второй степени, и, полагая получить следующую приближенную формулу, определяющую условие исправления дисторсии:

Для упрощения зависимостей (552) и (553) в них необходимо исключить параметры второго вспомогательного луча При по формулам углов и высот находим

Следовательно, С учетом последней зависимости получим:

Величины связаны между собой по формулам высот и углов:

Решение этой системы довольно затруднительно, так как уравнения являются нелинейными относительно неизвестных. Кроме того, чисто математическое решение уравнений может привести к конструктивно неосуществимым решениям; недопустимы большие оптические силы линз, значительные воздушные промежутки и т. п. Поэтому при исследовании коррекционных возможностей триплета рационально придерживаться следующей последовательности.

Параметру задаем ряд значений в интервале параметру от -3 до -4 и при выбранных марках оптического стекла по (550) находим Затем по условиям масштаба (548) и исправления хроматизма положения (551) определяем высоты и При этом желательно выполнение условия (549). Затем по формулам (555) вычисляем и а по (552) и (553) находим Указанные исследования выполняются для различных комб инаиий марок оптического стекла и на основании этого выбирается оптимальный вариант внешних параметров.

Коррекция остальных монохроматических аберраций достигается соответствующим выбором параметров первого вспомогательного луча внутри каждой линзы, т. е. за счет радиусов кривизны преломляющих поверхностей. На этой стадии расчета целесообразно перейти от бесконечно тонких компонентов к линзам конечной толщины. Имея по одному свободному параметру внутри каждой из трех линз, можно исправить три аберрации: сферическую, кому и астигматизм. Согласно формулам (498) получим следующие зависимости, определяющие первые три суммы Зейделя для триплета:

где внешние параметры определены на предыдущей стадии расчета, а параметры относятся к каждой линзе и зависят

от углов а внутри нее. Зависимости (556) как функции углов а довольно сложные, и для нахождения этих углов необходимо выполнить значительную исследовательскую работу.

Коррекционные возможности объектива триплет позволяют довести состояние коррекции остаточных аберраций до такого уровня, при котором разрешающая способность в центре поля составляет около по полю - На основе применения новых марок оптического стекла, в частности сверхтяжелых кронов продолжаются работы по совершенствованию оптической схемы триплета.

Если оптическая система имеет малое поле в пространстве предметов, то в такой системе качество изображения определяется в первую очередь состоянием коррекции сферической аберрации. К числу таких систем следует отнести объектив с небольшим угловым полем, конденсор осветительной системы и ряд других. При аберрационном расчете исходного варианта указанных систем, состоящих из положительных линз, в первоначальной стадии расчета делается допущение о том, что все линзы системы бесконечно тонкие. Как в объективе, так и в конденсоре возможны следующие варианты решений: система состоит из линз одинаковой оптической силы и каждая из них рассчитана на минимум сферической аберрации; в системе используются апланатические мениски и одна линза, рассчитанная на минимум сферической аберрации.

Рассмотрим аберрационный расчет каждого варианта объектива и конденсора, используя теорию аберраций III порядка.

Объектив из положительных линз одинаковой оптической силы. Принципиальная схема такого объектива показана на рис. 269. Пусть число линз в объективе Толщину всех линз и расстояния между ними принимаем равными нулю, т. е. Показатели преломления для всех линз будем считать одинаковыми, нечетные показатели преломления равны единице, т. е.

Расчет объектива будем проводить при единичном фокусном расстоянии, поэтому для бесконечно удаленного предмета будут справедливы условия нормировки (258):

Последнее равенство относится к бесконечно тонкой системе.

Если оптические силы отдельных линз одинаковые и их общее число 2, то для приведенной системы имеем:

где приведенная оптическая сила линзы с произвольным номером Для этой линзы принята следующая нумерация углов первого вспомогательного луча: для луча, входящего в линзу; - для луча внутри линзы; Для луча, вышедшего из линзы.

Из формулы углов (52) имеем с учетом (517) при получим

Рис. 269. Бесконечно тонкая система из положительных лииз

Так как при то из последней формулы следует:

Таким образом, формулы (518) определяют нечетные значения углов а бесконечно тонкого объектива, состоящего из линз одинаковой оптической силы.

Для определения четных значений углов а рассмотрим выражение первой суммы Зейделя для линзы с номером Для бесконечно тонкого объектива имеем:

Величина при принятой нумерации углов а согласно (251) будет равна:

Объектив из положительных линз будет иметь минимальную сферическую аберрацию, если каждая линза рассчитана на минимум сферической аберрации. Дифференцируя выражение (519) по и приравнивая производную нулю, с учетом (518) находим выражение для соответствующее минимальной сферической аберрации каждой линзы:

По формулам (518) и (520) определяют углы первого вспомогательного луча бесконечно тонкого объектива, рассчитанного на минимум сферической аберрации. После определения углов и установления толщин линз по формулам (249) находят радиусы кривизны объектива конечной толщины.

Кома объектива зависит от параметра Ниже приведены значения найденные для бесконечно тонкого объектива, рассчитанного на минимум сферической аберрации, при различном числе линз . Все линзы объектива выполнены из стекла с показателем преломления

Таким образом, при увеличении числа линз значение уменьшается и практически равно нулю при Величина практически постоянна и приблизительно равна 0,15.

Рис. 270. Бесконечно тонкая система с апланатнческими менисками

Рис. 271. Конденсор с апланатнческими менисками

Объектив с аплаиатическими менисками. Принципиальная схема бесконечно тонкого объектива с апланатнческими менисками приведена на рис. 270. Все линзы объектива, кроме первой, являются апланатнческими менисками. Эти линзы не вносят сферической аберрации, и в них выполняется условие синусов. Линейное увеличение мениска с текущим номером Если число менисков в объективе и все они изготовлены из стекла одной марки, то общее увеличение менисков Тогда при условии, что имеем:

Объектив будет иметь минимальную сферическую аберрацию, если его первая линза рассчитана на минимум сферической аберрации. Дифференцируя (519) по и приравнивая производную нулю, с учетом (521) и условия определяем значение соответствующее минимальной сферической аберрации всего объектива:

Остальные значения а вычисляют по линейному увеличению каждого мениска.

Ниже приведены значения бесконечно тонкого объектива с апланатнческими менисками при различном числе линз . Все линзы объектива выполнены из стекла с показателем преломления

Сравнивая значения с аналогичными данными для объектива из линз одинаковой оптической силы, можно заключить, что в объективе с аплаиатическими менисками несколько больше сферическая аберрация, но строже выполняется условие синусов

Конденсор из линз одинаковой оптической силы. Пусть линейное увеличение конденсора из бесконечно тонких линз (рис. 271)

будет тогда с учетом условий нормировки для первого вспомогательного луча имеем Если оптическая сила всего конденсора то согласно формуле углов (52)

Полагая конденсор бесконечно тонким и состоящим из линз одинаковой оптической силы, получаем.

  • Фототехника ,
  • Космонавтика
    • Tutorial

    Постановка задачи и исходные данные

    Предположим, что наш будущий объектив будет находиться на геостационарной орбите на высоте 35 786 км. Угловое поле объектива должно быть таким, чтобы в него попадала вся Земля. Ни больше, ни меньше. Приемником будет служить фотодиод с размерами 10мм х 10мм = 100мм2. Диаметр входного зрачка (в данном случае это диаметр первой поверхности первого и единственного оптического элемента) составляет 20 мм.
    Оптическая схема
    Для построения оптической схемы нам нужно определить требуемое угловое поле системы и фокусное расстояние.
    Угловое поле системы
    Нам известно расстояние от поверхности Земли до входного зрачка нашей системы и средний диаметр Земли. Из этих данных можно рассчитать угловое поле системы.

    Среднее значение диаметра Земли D = 12 742 км (R=6 371 км)
    Расстояние от поверхности земли до объектива = 35 786 км

    Угловое поле нашей системы составляет 17,2 градуса.
    Теперь необходимо рассчитать требуемое фокусное расстояние системы:


    Фокусное расстояние из этой формулы составит F" = 33,2 мм.


    Рис. Принципиальная схема
    Отлично! Больше половины работы уже сделано.

    Сбор дополнительных параметров для расчета
    Для начала необходимо проверить имеющиеся данные.

    Мы знаем:
    - количество кривых поверхностей системы,
    - диаметр входного зрачка системы,
    - требуемый фокус системы.

    Мы пока не знаем:
    - толщину оптического компонента,
    - марку стекла оптического компонента,
    - длина волны, на которой будет работать оптическая система.
    Можно выбрать эти данные самостоятельно. Но представим, что мы работаем на каком-то передовом предприятии, которое осваивает космос:-)

    Толщина оптического компонента
    Меня учили в институте, что минимальная толщина оптического компонента по оси должна составлять минимум 10% от величины диаметра. Если рассчитывать оптический компонент с небольшим отрицательным фокусов (скорее всего это двояковогнутая линза), то толщины по оси в 10% от диаметра вполне хватит. В нашем случае мы имеем собирающую линзу формирующую действительное изображение (в рассеивающей линзе изображение мнимое) с положительным фокусом. Соотвественно, необходимо выбрать толщину линзы с учетом стрелок прогиба поверхностей, которые будут увеличивать толщину компонента по оси. Для первого приближения возьмем 20% от диаметра. В нашем случае толщина компонента для расчетов составит:

    Толщина линзы = 20мм х 20% = 4мм

    Выбор марки стекла
    Предположим, что специалист по радиационной стойкости рекомендовал использовать радиационностойкое стекло. А специалист-тепловик рекомендовал использовать материал стекла с наименьшим показателем теплового расширения, так как оправа для линзы будет из титана или суперинвара. Вообщем, они еще не определились.
    Выбор длины волны
    Вроде бы почти все данные ест. Карамба! А как же данные о спектральном диапазоне работы системы?! Мы проявляем инициативу и сами идем к разработчикам и получаем необходимую информацию. После этого выжидаем пару дней и занимаемся другими полезными делами. На третий день приходит разработчик и говорит, что решили изменить основную длину волны для объектива. Сказано-сделано! Рабочая длина волны = 0,644 мкм. Теперь можно продолжать наш оптический расчет.
    Расчет системы с помощью Zemax
    Программное обеспечение Zemax здорово упрощает жизнь расчетчикам оптических систем. Это не значит, что ПО сама спроектирует за вас крутую оптическую систему. Но при проектировании оптических систем, когда необходимо проанализировать достаточное количество вариантов, Zemax помогает значительно сократить время в разработке. Считаю, что программа для расчетчиков незаменимая. Конечно же, с одним условием, что у вас куплена оригинальная лицензия;-)

    Сейчас не буду вдаваться в подробности описания всех прелестей программы, а сразу покажу ее в деле.

    При загрузке программы в первую очередь необходимо ознакомится с окном Lens Data Editor:


    Данное окошко содержит информацию о текущей оптической системе. Набор данных похож на формат оптического выпуска, с которым, лично я, познакомился еще в институте:-)

    Из имеющихся данных на текущий момент мы здесь можем указать пока только количество поверхностей для трассировки лучей, толщины и марку стекла. В качестве марки стекла выберем представление данных в виде модели, в которой необходимо задать коэффициент преломления для выбранной длины волны для нашего стекла. Так как марка выбранного стекла КУ-1 у нас из отечественного ГОСТа, то данные необходимо искать именно в нем (в нашем случае ГОСТ 15130-86 «Стекло кварцевое оптическое»).

    Показатель преломления для стекла КУ-1 для длины волны 0,644 мкм составляет 1,4567. Стоит отметить, что это при температуре +20 градусов по Цельсию. А у нас как раз на борту обогрев до +20 градусов:-)


    Итого, на данный момент имеем:


    В окне General во вкладке Aperture указываем диаметр входного зрачка 20мм:


    Указываем угловое поле системы:

    Настройка автоматической оптимизации
    При расчете системы мы воспользуемся Optimization , которая встроена в Zemax.

    Во-первых, указываем параметры, которые у нас смогут изменяться во время оптимизация. В нашем случае такими являются радиусы кривизны поверхностей линзы:


    Во-вторых, необходимо сформировать оценочную функцию текущей системы (Default Merit Function).

    Сформируем оценочную функцию на основе RMS. Здесь данный параметр показывает среднеквадратичное отклонение лучей волнового фронта при трассировке лучей.


    При оптимизации мы укажем единственный параметр, к которому будем стремиться - требуемое фокусное расстояние. Для этого добавляем параметр EFFL и указываем следующие настройки:

    Теперь, когда все параметры заданы, можно использовать функцию оптимизации.


    В данном окне можно вручную управлять количеством итераций при подборке наиболее лучшего варианта. Либо можно использовать автоматический расчет для нахождения лучшего варианта.

    Оптимизируем. Жмем Exit .

    Теперь можно посмотреть что получилось.

    Вроде бы неплохо:-)
    Но итоговый фокус системы равен 33,67 мм, что немного отличается от заданного - 33,2 мм.

    Как получить требуемый фокус?
    Чем выше будет значение Weight в параметре EFFL, тем выше будет приоритет этого параметра при расчете.
    У меня при параметре Weight = 100 000 оптимизированный фокус получился 33,21 мм. Не привожу последовательность, так как она аналогична вышеуказанной.

    Итог

    Поставленные требования выполняются. Ура! :-)

    P.S. Я еще не успел освоить весь функционал программы. Да и оптических систем я не особо много рассчитал за все время, поэтому извиняйте если что не так. Комментарии и замечания приветствуются:-)

    P.P.S. Это мой первый пост, поэтому не знал в какой топик лучше разместить. Если не прав, то подскажите куда перенести. Спасибо.

    Предисловие
    Глава I. Объективы телескопических систем
    1. Аберрации 3-го порядка объективов
    2. Расчет двухлинзовых склеенных объективов
    3. Расчет трехлинзовых склеенных объективов
    4. Расчет двухлинзовых несклеенных объективов
    5. Трехлинзовые несклеенные объективы
    6. Объектив из двух одинаковых склеенных линз
    7. Различные типы сложных объективов
    8. Астрономические объективы - апохроматы
    Глава II. Окуляры, оборачивающие системы, зрительные трубы
    1. Окуляры
    2. Оборачивающие системы
    3. Зрительные трубы
    Глава III. Фотографические и проекционные объективы
    1. Особенности расчета фотографических объективов
    2. Характеристика качества изображения, даваемого фотографическим объективом
    3. Расчет фотографических объективов с малой светосилой и средним углом поля зрения
    4. Фотообъективы с большой светосилой и малым углом поля зрения
    5. Системы с исправленной кривизной поля
    6. Расчет фотографических объективов с помощью ЭВМ
    7. «Синтез» оптических систем
    8. Меры к предотвращению аберраций высших порядков фотографических объективов
    9. Светосильные объективы со средним углом поля зрения
    10. Широкоугольные объективы
    11. Сверхширокоугольные объективы
    12. Концентрические объективы
    13. Телеобъективы
    14. Объективы с переменным фокусным расстоянием 292
    15. Репродукционные объективы
    16. Фотографические объективы с удаленным зрачком
    17. Объективы с увеличенным задним отрезком
    18. Объективы для Фурье-анализа
    Глава IV. Зеркальные и зеркально-линзовые объективы
    1. Исторический обзор
    2. Аберрации 3-го порядка систем, содержащих отражающие поверхности
    3. Катадиоптрические системы с афокальными ахроматическими компенсаторами
    4. Расчет наиболее распространенных афокальных компенсаторов
    5. Катадиоптрические системы с компенсаторами, оптическая сила которых отлична от нуля
    6. Зеркально-линзовые системы с положительным компенсатором и параллельном пучке
    7. Простейшие зеркально-линзовые системы с исправленными (кроме дисторсии) аберрациями
    8. Медиальные системы
    9. Концентрическая система «Супер-Шмидт»
    10. Системы, содержащие «планоидные» зеркала
    11. Тройные зеркальные системы
    12. Устранение световых помех в зеркальных и зеркально-линзовых системах
    13. Зеркальные системы для рентгеновских лучей
    Глава V. Лупы и микроскопы
    1. Лупы
    2. Объективы микроскопов
    3. Конструктивные схемы основных групп объективов микроскопа
    4. Коллекторы и конденсоры
    5. Окуляры к микроскопам
    6. Габаритные особенности микроскопов
    7. Оценка качества изображений, даваемых объективами микроскопов
    Глава VI. Осветительные системы
    1. Основные понятия энергетики световых пучков
    2. Распределение освещенности изображения, даваемого широкоугольными объективами
    3. Вычисление распределения освещенности экрана, облучаемого световым пучком
    4. Осветительные системы, создающие равномерное освещение
    5. Осуществление равномерности силы света внутри отличных от нуля телесных углов при точечных источниках
    6. Рассеиватели
    7. Оптические системы для прожекторов
    8. Линза Френеля
    9. Определение светового потока, входящего в светильник
    Глава VII. Прочие оптические системы
    1. Оптические клинья
    2. Очки
    3. Оптические периодические системы
    4. Оптические системы с фазовыми слоями
    5. Волоконные детали в оптических системах
    Глава VIII. Дополнительные вопросы расчета оптических систем
    1. Общее о расчетах оптических систем
    2. Численное определение ЧКХ
    3. Вычисление волновой аберрации в телескопических системах
    4. Выбор марок стекла для уменьшения вторичного спектра
    5. Определение значений показателей преломления оптических стекол
    6. Поиски отправной оптической системы среди архивных материалов
    7. Распределение аберраций высших порядков лучей по поверхностям оптической системы