Асферическая оптика

В большинстве случаев в асферической оптике используются осесимметричные асферические поверхности (АП) вращения или внеосевые фрагменты таких поверхностей. В особых случаях, например, при формировании или обработке сложных пространственных изображений, может применяться асферическая оптика с поверхностями, не имеющими оси и плоскости симметрии (нерегулярные поверхности).

Кривизну АП элементов асферической оптики можно изменять в зависимости от требуемых выходных характеристик оптической системы, поэтому коррекционные возможности асферической оптики значительно выше, чем у сферической.

Применение асферической оптики позволяет увеличить относительное отверстие, угловое поле зрения, повысить качество изображения при одновременно сокращении числа оптических элементов и уменьшении габаритов оптической системы. наиболее эффект достигается при замене всех сферических поверхностей асферическими, но использование асферической оптики ограничено сложностью ее изготовления, связанной с возможностями технологического и измерительного оборудования. Перспективными в этом отношении являются методы, основанные на удалении материала с исходной сферической заготовки с применением компьютерной техники для расчетов режима обработки, управления станком и инструментом.

В СССР работы в области технологий производства асферической оптики были начаты в 1950-е гг. В Татарстане в составе Казанского филиала Ленинградского оптического института (см. Институт прикладной оптики) была организована (1959) лаборатория асферической оптики, к концу 1960-х гг. ставшая ведущей в отрасли. Учеными института (О.Г.Карлин, В.Г.Кукс, А.Г.Хуснутдинов и др.) были предложены оригинальные методы асферизации и контроля АП, основанные на использовании вычислительной техники, разработано оборудование, которое было внедрено на Казанском и Азовском оптико-механических заводах, Новосибирском приборостроительном заводе, заводе «Арсенал» (Киев) и других предприятиях.

В институте освоено производство асферических оптических деталей (диаметром от 20 до 600 мм), применяемых в инфракрасных объективах, спектральных, телескопических (например, для космической техники), тепловизионных приборах (в том числе в ракетных комплексах «Дрофа» и «Снегирь», состоящих на вооружении Военно-морского флота, противотанковых «Метис-М»); разрабатываются новые методы асферизации для изготовления прецизионных деталей. Асферические элементы поставляются на экспорт в Германию, Словакию, Китай, Корею и другие страны.

Автор  — В.Г.Кукс