Исследование и расчет малогабаритного панкратического объектива…
11
критерий оценки. Для контроля дисторсии в оптимизационной моде-
ли программы ZEMAX задают ограничения на ее значения. Макси-
мальное значение дисторсии, равное 4,2 %, задавали с помощью опе-
ратора DIMX для минимального и максимального фокусных рассто-
яний объектива.
Использование геометрического и волнового критериев оценки
качества изображения приводит к построению принципиально раз-
ных оценочных функций. Рассмотрены четыре варианта построения
оптимизационной модели с различными оценочными функциями.
Вариант оптической схемы SPOT(ZEMAX) получен при оптимиза-
ции исходной схемы по геометрическим аберрациям, вариант
OPD(ZEMAX) — оптимизацией по волновым аберрациям (англ.
OPD
— Optical Path Difference — волновая аберрация), вариант
OPD-Hammer (ZEMAX) — с помощью Hammer-оптимизации по
волновым аберрациям. Hammer-оптимизация исходной схемы по
геометрическим аберрациям не привела к улучшению ее аберраци-
онной коррекции.
Оценка качества изображения исходной схемы и полученных ва-
риантов проведена с использованием таких критериев, как СКВ-ра-
диус пятна рассеяния и значение полихроматической МПФ для ме-
ридиональной и сагиттальной ориентации штрихов на простран-
ственной частоте
ν
= 120 мм
–1
(табл. 6, 7). Выбранное значение
частоты соответствует частоте Найквиста многоэлементного прием-
ника излучения с размерами отдельной светочувствительной ячейки
(пиксела) 4,2×4,2 мкм.
При использовании оптимизации по геометрическим аберрациям
удалось добиться уменьшения СКВ-размеров пятна рассеяния во
всем диапазоне изменения фокусного расстояния. Полученные в ре-
зультате оптимизации СКВ-радиусы пятен рассеяния соизмеримы с
радиусом кружка Эйри.
Однако контраст изображения нельзя считать оптимальным. Оп-
тимизация с использованием волновых аберраций приводит к значи-
тельному росту СКВ- и геометрических размеров пятен рассеяния.
Дисторсия при этом также возрастает до +4 % в длиннофокусном по-
ложении. Анализ поведения графиков МПФ показывает эффектив-
ность оптимизации по волновым аберрациям для улучшения контра-
ста в изображении для низких и высоких (
ν
= 120 мм
–1
)
простран-
ственных частот. Кроме того, достижение окончательного решения
при использовании волнового критерия потребовало около 40 циклов
оптимизации, в то время как поиск минимума оценочной функции,
построенной на геометрических аберрациях, занял более 500 циклов.
Это свидетельствует о высокой сходимости процесса оптимизации на
основе волновых аберраций.
