Русинов М.М. Техническая оптика Изд. стереотип.

Оглавление

Предисловие

Оптическое приборостроение имеет своеобразную историю. До первой мировой войны разработка оптических приборов была сосредоточена главным образом в Германии, на небольшом числе предприятий (заводы фирм "Карл Цейсс", "Герц", "Лейтц" и некоторые другие). Расчеты оптических систем отличались большой трудоемкостью и были по силам лишь специализированным вычислительным бюро этих предприятий. Засекречивание методов расчета препятствовало развертыванию работ на новых предприятиях.

Царская Россия, не имевшая к началу первой мировой войны своей оптико-механической промышленности, испытывала особенно большие затруднения. Поэтому в конце войны было предпринято создание в Петрограде оптико-механического завода (ныне производственное объединение ЛОМО). Уже после Великой Октябрьской социалистической революции был основан Государственный оптический институт.

Советской оптической промышленности предстояло решить серьезную задачу: преодолеть отсталость отечественного оптического приборостроения и догнать передовые капиталистические страны.

Представлялось возможным, ориентируясь на зарубежный опыт, копировать различные оптические приборы посредством обмера конструктивных оптических элементов; это, с одной стороны, ускоряло процесс создания необходимых стране оптических приборов, но, с другой стороны, тормозило самостоятельную разработку оптических систем.

Из-за большой трудоемкости вычислительных работ при создании оптических систем основное внимание оптиков-вычислителей было направлено на усовершенствование приближенных методов расчета, базировавшихся на теории аберраций третьего порядка; таким образом, вопросы, связанные с выбором исходной схемы оптической системы, от которого в большинстве случаев зависит успех требуемой разработки, оставались в тени.

В этом отношении весьма характерно высказывание А.И.Тудоровского: "Простейшим элементарным приемом расчета оптической системы является подбор элементов этой системы на удачу..."

После Великой Отечественной войны бурное развитие получила вычислительная техника с использованием ЭВМ, позволивших ускорить выполнение вычислительных процессов в сотни и тысячи раз; однако применение ЭВМ для расчета оптических систем ускорило их разработки всего в 2–3 раза.

Такой более чем скромный результат объясняется тем, что при неудачном выборе исходной оптической системы, не обеспечивающей возможности получения требуемых оптических характеристик, отпадает сама возможность получения положительного результата. Отсюда возникла необходимость выявления возможностей исходной оптической системы заранее, до ее окончательного расчета.

Повышение требований, предъявляемых к современным оптическим системам как в количественном (увеличение светосилы, полей зрения), так и в качественном (повышение разрешающей способности, улучшение мерительных свойств) отношении не может основываться на приближенных методах расчета и требует установления точных зависимостей для конструктивных оптических элементов.

Опыт практической разработки новых оптических систем на протяжении последних десятилетий позволил автору накопить обширный материал по изучению свойств отдельных элементов оптической системы и использованию этих элементов для устранения аберраций.

Систематизация этого материала привела к своеобразной классификации оптических систем, построенной на последовательном усовершенствовании простейших базовых систем. Достоинством такой классификации является то, что она обеспечивает правильную композицию исходной оптической системы.

Накопленный опыт и послужил основанием для написания настоящего учебного пособия. В первой, второй и третьей частях книги рассмотрены общетеоретические вопросы геометрической оптики, но применительно к большим полям зрения и апертурам. Четвертая часть посвящена изучению свойств отдельных конструктивных оптических элементов и узлов, в том числе поверхностей несферической формы. В пятой части дана классификация простейших оптических систем и рассмотрена композиция объективов различного рода и назначения.

В книге приведено большое число практических примеров, иллюстрирующих те или иные теоретические выводы. Очевидно, что при изложении новых материалов, посвященных композиции оптических систем, невозможно было осветить все вопросы, возникающие при разработке этих систем.

Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность заслуженному деятелю науки и техники профессору Л.П.Лазареву и лауреату Ленинской премии кандидату технических наук В.А.Звереву, рецензировавшим рукопись, и кандидату технических наук Н.А.Агальцовой, взявшей на себя ее научное редактирование и активно помогавшей при издании книги.

Об авторе

Русинов Михаил Михайлович

Крупнейший ученый-оптик, основатель научной школы вычислительной оптики в СССР. В 1927 г. окончил Ленинградский техникум точной механики и оптики. В 1931 г. получил диплом инженера в Ленинградском институте точной механики и оптики (ЛИТМО). Работал во Всесоюзном объединении оптико-механической промышленности, в Ленинградском отделении ЦНИИ геодезии, аэросъемки и картографии. Кандидат физико-математических наук (1938), доктор технических наук (1941), профессор (1944). С 1946 г. — заведующий кафедрой оптико-механических приборов оптического факультета ЛИТМО (с 1992 г. СПбГУ ИТМО), которую возглавлял более 40 лет; с 1997 г. — профессор кафедры прикладной и компьютерной оптики. Академик Петровской академии наук и искусств (1992).

М. М. Русинов — автор выдающихся открытий, в числе которых: явление аберрационного виньетирования (1938); явление разрушения центра проекции (1957), ставшее основой инженерной фотограмметрии; явление существования аберраций второго порядка (1986), которое коренным образом изменило представление об аберрациях оптических систем, сохранявшееся в науке около 150 лет. Известны такие его фундаментальные труды по прикладной оптике, как «Техническая оптика», «Габаритные расчеты оптических систем», «Несферические поверхности в оптике», «Инженерная фотограмметрия», «Композиция оптических систем», «Композиция нецентрированных оптических систем» и др. Автор более 150 научных трудов (в том числе 18 монографий), более 320 авторских свидетельств на изобретения и 22 патентов. Заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1968), четырежды лауреат Государственной премии СССР (1941, 1949, 1950, 1967), лауреат Ленинской премии (1982). Лауреат Международной премии им. Э. Лосседа Французской академии наук (1972). Подготовил 10 докторов и 50 кандидатов наук, в числе которых граждане Болгарии, Германии и Китая.