ВВЕДЕНИЕ
Оптической системой называют совокупность оптических деталей (линз, зеркал, призм, плоскопараллельных пластин, клиньев и др.), обеспечивающую определенное формирование пучков световых лучей. Теория оптических систем объясняет их действие, методы создания и оптимизации, используя арсенал средств современной оптической техники и технологии, физики, вычислительной техники и других областей науки и техники.
В различных областях нашей деятельности применяют самые разнообразные оптические приборы: микроскопы, фотоаппараты, геодезические и астрономические приборы, проекторы, контрольно-измерительные приборы для линейных и угловых измерений, интерферометры, киносъемочную и кинопроекционную аппаратуру, спектральные приборы и рефрактометры, медицинские оптические приборы и др. Кроме того, оптические системы с лазерами широко используют в голографии, технологическом оборудовании, медицине, для образования плазмы, в локации, связи, для записи и воспроизведения видеоинформации и т. д.
Оптические системы, являющиеся основной частью каждого оптического прибора, целесообразно разделить на следующие виды:
микроскопы (предмет находится на конечном расстоянии, а изображение — в бесконечности);
телескопические системы (предмет и его изображение находятся в бесконечности);
объективы (предмет находится в бесконечности, а его изображение — на конечном расстоянии);
проекционные системы (предмет и его изображение расположены на конечном расстоянии от оптической системы).
Заметим, что совокупность изображений точек предмета — изображение предмета — заполняет пространство, которое называют пространством изображений, а сам предмет в виде совокупности точек заполняет пространство предметов. Как пространство предметов, так и пространство изображений заполняют все пространство.
Существуют и такие оптические системы, которые не создают изображение, в какой-то степени подобное предмету, а за счет перераспределения лучей образуют, например, некоторую равномерно освещенную площадку, которая является
интегральным изображением предмета. К таким системам относятся оптические системы осветительных, фотометрических и некоторых фотоэлектрических приборов. Однако и в этих системах имеются узлы, например, в виде объективов.
Широкое применение разнообразных оптических приборов и других оптических устройств сопровождается совершенствованием основных характеристик, таких, как светосила, линейное или угловое поле и масштаб изображения, при условии получения хорошего качества изображения.
Для прогресса оптического приборостроения весьма важным явилось внедрение ЭВМ в практику расчета оптических систем.
В создание оптических систем и их теоретическое обоснование большой вклад внесли многие ученые, имена которых присвоены оптическим явлениям, системам и аналитическим зависимостям теории оптических систем: Галилей и Кеплер, Снеллиус и Декарт, Ньютон, Гюйгенс, Грегори, Ломоносов, Эйлер, Гаусс, Зейдель, Петцваль, Аббе, Рэлей, Мандельштам, Рождественский, Вавилов, Максутов, Лебедев и многие другие.
Капитальным трудом, в котором изложена теория оптических систем, являются лекции Э. Аббе «Основы теории оптических инструментов», записанные и изданные его учениками Чапским и Эппенштейном в конце XIX — начале XX в. Наши соотечественники Н..М. Кислов и А. И. Тудоровский явились инициаторами подготовки квалифицированных специалистов по разработке оптических приборов. Их капитальные труды долгое время служили фундаментальной базой для обучения кадров нашей оптической промышленности.
Советская высшая школа по подготовке инженеров-оптиков в Московском государственном техническом университете имени Н. Э. Баумана, Институте точной механики и оптики (Санкт-Петербург), Московском институте инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии, Киевском политехническом институте и в других вузах под руководством ученых-педагогов Д. С. Волосова, Д. Ю. Гальперна, В. С. Игнатовского, М. М. Русинова, И. А. Турыгина, Б. В. Фефилова, С. И. Фрейберга, В. Н. Чуриловского и других в тесной связи с производством воспитала большой отряд специалистов по оптическому приборостроению.
Отечественная оптика продолжает развиваться и открывает широкое поле деятельности инженерно-техническим и научным работникам оптического приборостроения.
