Градиентная линза (варианты)

 

Изобретение относится к градиентной оптике и может быть использовано в волоконной оптике и оптическом приборостроении. Градиентная линза выполнена из материала с радиальным градиентом показателя преломления и ограничена первой и второй преломляющими поверхностями. Первая поверхность выполнена плоской, а вторая преломляющая поверхность выполнена в виде поверхности вращения с образующей, определяемой из уравнения, приведенного в формуле изобретения. Вторая поверхность может быть аппроксимирована поверхностью 2-го порядка, в частности сферической. Во втором варианте выполнения линзы ее толщина определяется из соотношения, приведенного в формуле изобретения. Обеспечивается повышение качества изображения путем уменьшения сферической аберрации и изменения ее знака, а так/же повышение числовой апертуры линзы. 2 с. и 13 з. п. ф-лы, 36 ил.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)г

Формула изобретения

1. Градиентная линза, выполненная из материала с радиальным градиентом показателя преломления n(у), ограниченная первой плоской преломляющей поверхностью, перпендикулярной оптической оси z, и второй преломляющей поверхностью, характеризующаяся уравнением траектории хода лучей у₁(z) в материале линзы, имеющая толщину с и задний фокальный отрезок f, отличающаяся тем, что вторая преломляющая поверхность выполнена в виде поверхности вращения, а ее образующая y₂(z) определяется из уравнения

где u_к=y’₁(z) - первая производная от у₁(z);

- коэффициент наклона нормали к образующей;

y’₂(z) - первая производная от у₂(z);

n*(z) определяется как n(у₁(z));

m₁=+1 выбирается в случае выполнении линзы фокусирующей и m₁=-1 - в случае выполнения линзы рассеивающей.

2. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена фокусирующей, а вторая преломляющая поверхность выполнена в виде вогнутой или выпуклой поверхности вращения с образующей, определяемой из уравнения

3. Градиентная линза по п.2, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид

n(у)n₀·sch ay,

где n₀ - значение показателя преломления на оси;

a - постоянная,

а образующая определяется из уравнения

где b - высота входного луча;

- в случае выбора значения f, совпадающего с параксиальным.

4. Градиентная линза по п.2, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид

а образующая определяется из уравнения

где

5. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена фокусирующей, в качестве образующей выбрана окружность вида

где m₂=+1 - в случае вогнутой поверхности и m₂=-1 - в случае выпуклой поверхности,

зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид

n(у)=n₀·schay,

а параметры линзы связаны соотношением

где m₃=+1 - в случае выпуклой поверхности и m₃=-1

- в случае вогнутой поверхности;

6. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена фокусирующей, в качестве образующей выбрана окружность вида

зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид

а параметры линзы связаны соотношением

где

7. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена рассеивающей, а вторая преломляющая поверхность выполнена в виде вогнутой или выпуклой поверхности вращения с образующей, определяемой из уравнения

8. Градиентная линза по п.7, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид

n(у)=n₀·sch ay,

а образующая определяется из уравнения

где в случае выбора значения f, совпадающего с параксиальным.

9. Градиентная линза по п.7, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид

поверхность выполнена вогнутой, а ее образующая определяется из уравнения

10. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена рассеивающей, в качестве образующей выбрана окружность вида

зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид

n(y)=n₀·schay,

а параметры линзы связаны соотношением

где

11. Градиентная линза по п.1, отличающаяся тем, что линза выполнена рассеивающей, в качестве образующей выбрана вогнутая окружность вида

зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид

а параметры линзы связаны соотношением

где

12. Градиентная линза по п.2 или 7, отличающаяся тем, что, толщина линзы определяется из уравнения

13. Градиентная линза по п.3, или 5, или 8, или 10, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид

n(у)n₀·sсh aу,

а параметры линзы связаны соотношением

14. Градиентная линза, выполненная из материала с радиальным градиентом показателя преломления n(y), ограниченная первой и второй плоскими преломляющими поверхностями, перпендикулярными оптической оси, характеризующаяся уравнением траектории хода лучей y₁(z) в материале линзы, имеющая толщину с и задний фокальный отрезок f, отличающаяся тем, что толщина линзы определяется из уравнения

15. Градиентная линза по п.14, отличающаяся тем, что зависимость градиента показателя преломления для материала линзы имеет вид

n(у)n₀·sсh aу,

а параметры линзы связаны соотношением

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51, Рисунок 52, Рисунок 53, Рисунок 54, Рисунок 55, Рисунок 56, Рисунок 57, Рисунок 58, Рисунок 59, Рисунок 60, Рисунок 61, Рисунок 62, Рисунок 63, Рисунок 64, Рисунок 65, Рисунок 66, Рисунок 67, Рисунок 68, Рисунок 69, Рисунок 70, Рисунок 71, Рисунок 72, Рисунок 73, Рисунок 74, Рисунок 75, Рисунок 76, Рисунок 77, Рисунок 78, Рисунок 79, Рисунок 80, Рисунок 81, Рисунок 82, Рисунок 83, Рисунок 84, Рисунок 85, Рисунок 86, Рисунок 87, Рисунок 88, Рисунок 89, Рисунок 90