Technische Optik in der Praxis

118 4 Entwicklung optischer Systeme
4.7 Beispiel zur Systemoptimierung
Als ein Anwendungsbeispiel für die programmgesteuerte Optimierung optischer
Systeme sei die Weiterentwicklung des zuvor beschriebenen Triplets
demonstriert. Hierzu sollte versucht werden, die Abbildungsleistung insbesondere
im Bildfeld zu erhöhen. Diese ist, wie aus den Diagrammen für
die Feldaberrationen (Abb. 4.3) ersichtlich ist, besonders durch die Bildfeldwölbungen
begrenzt, was sich auch in einem relativ hohen Wert für die
Petzval-Summe (Tabelle 4.4) zeigt.
Als Variable wurden alle Radien und alle Luftabstände freigegeben. Die
Empfindlichkeitsrechnung zu den Seidel-Aberrationen zeigte besonders große
Wirksamkeiten der Radien der Fläche 2 auf sphärische Aberration, Petzval-
Summe, Farblängs- und Farbquerfehler, der Fläche 3 auf sphärische Aberration,
Koma, Petzval-Summe und Farblängsfehler sowie der Luftabstände vor
und hinter der Blende auf sphärische Aberration, Koma und Farbquerfehler.
Die programmgesteuerte Optimierung des Systems führte zu den Systemdaten,
die in Tabelle 4.6 dargestellt sind. Den zugehörigen Linsenschnitt zeigt
die Abb. 4.23.
Die gegenüber dem Startsystem deutlich gesteigerte Abbildungsleistung
des Systems zeigen bereits die Seidel-Aberrationen (Tabelle 4.7). Insbesondere
konnte eine deutliche Reduzierung des Astigmatismus, der Petzval-
Summe sowie der chromatischen Aberrationen erzielt werden. Dagegen wurde
die Koma erhöht, was hier aber, wie in den weiteren Abbildungen gezeigt
wird, keinen wesentlichen Einfluß auf die Bildqualität hat.
Eine wichtige Erkenntnis aus der Seidelschen Fehlertabelle ist ferner, daß
gerade einige sehr große Flächenanteile deutlich verringert werden konnten.
Dies führt zu geringeren Anspannungen der einzelnen Flächen und damit zu
geringeren Anteilen von Fehlern höherer Ordnung. Dies führt wiederum zu
einer besseren Abbildungsleistung auch für größere Aperturen und Felder.
Tabelle 4.6. Systemdaten Triplet 8.0/50 nach der Optimierung
# # Srf Radius Sepn Glass
Obj Infinity air
1 1 25.892 3.30 LAK10
2 248.223 7.08 air
3 2 −20.408 1.15 SF15
4 21.267 1.77 air
5 3 Stop Plane 1.57 air
6 4 63.603 3.10 LAK10
7 −17.356 44.41 air
Img Plane −0.10 mm-def