priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2025-68-8-704-714pribor-402Research ArticleОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И КОМПЛЕКСЫOPTICAL AND OPTOELECTRONIC DEVICES AND COMPLEXESУточнение метода расчета ахроматического объектива c рабочим спектральным диапазоном от ультрафиолетового до ближнего инфракрасногоRefinement of the Calculation Method for an Achromatic Lens with an Operating Spectral Range from Ultraviolet to Near InfraredУвароваА. В.UvarovaA. V.

Алла Викторовна Уварова — Центр прикладной оптики; инженер

Санкт-Петербург

Alla V. Uvarova — Center for Applied Optics; Engineer

St. Petersburg

alla.uvarova@itmo.ruБахолдинА. В.BakholdinA. V.

Алексей Валентинович Бахолдин — канд. техн. наук, доцент; Центр прикладной оптики; доцент

Санкт-Петербург

Alexey V. Bakholdin — PhD, Associate Professor; Center for Applied Optics; Director of the Center

St. Petersburg

bakholdin@itmo.ruУниверситет ИТМОITMO University202512092025688704714Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20252025Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/402

Рассматриваются дополнительные этапы проектирования, вводимые в процесс разработки широкоспектральных линзовых объективов, функционирующих в спектральном диапазоне от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного. Подобные объективы востребованы в задачах люминесцентного анализа. Дополнения к методу расчета объективов включают: формирование каталога оптических материалов для расчета в заданном спектральном диапазоне; определение возможности склеивания компонентов при формировании базовой схемы; уточнение метода номограмм для подбора оптимальных комбинаций материалов, удовлетворяющих требованиям ахроматизации и атермализации, широкого рабочего спектрального интервала. Дополненный метод позволяет проектировать широкоспектральные объективы для люминесцентного анализа.

Additional design stages introduced into the development process of wide-spectrum refractive lenses operating in the spectral range from ultraviolet to near infrared are considered. Such lenses are in demand in luminescent analysis tasks. Additions to the lens calculation method include: the formation of a catalog of optical materials for calculation in a given spectral range; the determination of the possibility of gluing components during the formation of the basic scheme; refinement of the nomogram method to select optimal combinations of materials that meet the requirements of achromatization and athermalization, and a wide operating spectral range. The augmented method allows the design of wide-spectrum lenses for luminescent analysis.

объективы люминесцентного анализаоптические материалыахроматизацияатермализацияномограммаluminescent analysis lensesoptical materialsachromatizationathermalizationnomogramReferencesКушнир В. М., Поважный В. В., Бердников С. В. Минеральная и органическая компоненты взвеси по данным космических съемок и непосредственных измерений в Азовском море и Керченском проливе // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 2. С. 22–31. EDN TEYQZL.Kushnir V.M., Povazhnyy V.V., Berdnikov S.V. Morskoy gidrofizicheskiy zhurnal, 2014, no. 2, pp. 22–31. (in Russ.)Khan A., Vibhute A. D., Mali Sh. et al. A systematic review on hyperspectral imaging technology with a machine and deep learning methodology for agricultural applications // Ecological Informatics. 2022. Vol. 69. P. 101678. DOI: 10.1016/j.ecoinf.2022.101678 EDN: PMFENM.Khan A., Vibhute A.D., Mali Sh. et al. Ecological Informatics, 2022, vol. 69, рр. 101678, DOI: 10.1016/j.ecoinf.2022.101678.Липатов А. Н., Экономов А. П., Макаров В. С., Захаркин Г. В., Богачев Д. Л., Румянцев Д. М., Антоненко С. А. Камера-спектрометр для исследований минералогического состава грунта // Изв. вузов. Приборостроение. 2014. Т. 57, № 3. С. 73–78.Lipatov A.N., Ekonomov A.P., Makarov V.S., Zakharkin G.V., Bogachev D.L., Rumyantsev D.M., Antonenko S.A. Journal of Instrument Engineering, 2014, no. 3(57), pp. 73–78. (in Russ.)Понин О. В., Архипова Л. Н., Демидова Е. А. и др. Апохроматические термонерасстраиваемые объективы для широкозахватной мультиспектральной космической съемки // Оптический журнал. 2013. Т. 80, № 4. С. 39–42.Ponin O.V., Sharov A.A., Arkhipova L.N., Demidova E.A., Tarabukin V.V. Journal of Optical Technology, 2013, no. 4(80), pp. 230–232.Иванов Ю. С., Синявский И. И., Сосонкин М. Г. Астроспектрополяриметры для слабых объектов // Оптический журнал. 2006. Т. 73, № 12. С. 63–67. EDN HUAESF.Ivanov Y.S., Sinyavskiǐ I.I., Sosonkin M.G. Journal of Optical Technology, 2006, no. 12(73), pp. 879–882.Батшев В. И., Крюков А. В., Мачихин А. С., Золотухина А. А. Оптическая система мультиспектральной видеокамеры // Оптический журнал. 2023. Т. 90, № 11. С. 113–123. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-11-113-123.Batshev V.I., Krioukov A.V., Machikhin A.S., and Zolotukhina A.A. Journal of Optical Technology, 2024, no. 11(90), pp. 706–712, https://doi.org/10.1364/JOT.90.000706.CCD area image sensor S7170-0909 [Электронный ресурс]: https://www.hamamatsu.com/eu/en/product/optical-sensors/image-sensor/ccd-cmos-nmos-image-sensor/area-sensor/for-scientific-measurement/S7170-0909.html.CCD area image sensor S7170-0909, https://www.hamamatsu.com/eu/en/product/optical-sensors/image-sensor/ccd-cmos-nmos-image-sensor/area-sensor/for-scientific-measurement/S7170-0909.html.Латыев С. М. Конструирование точных (оптических) приборов. СПб: Лань, 2015. 560 с.Latyev S.M. Konstruirovaniye tochnykh (opticheskikh) priborov (Design of Precision (Optical) Devices), St. Petersburg, 2015, 560 р. (in Russ.)Чуриловский В. Н. Общая теория оптических приборов. М.; Л.: Машгиз, 1960. 140 с.Churilovsky V.N. Obshchaya teoriya opticheskikh priborov (General Theory of Optical Devices), Moscow, Leningrad, 1960, 140 р. (in Russ.)General-purpose SWIR Image Sensor [Электронный ресурс]: https://www.sony-semicon.com/en/products/is/industry/swir/imx990-991.html.General-purpose SWIR Image Sensor, https://www.sony-semicon.com/en/products/is/industry/swir/imx990-991.html.InGaAs area image sensor G14673-0808W // Hamamatsu Photonics K.K. and its affiliates [Электронный ресурс]: https://www.hamamatsu.com/eu/en/product/optical-sensors/image-sensor/ingaas-image-sensor/ingaas-area-image-sensor/G14673-0808W.html.InGaAs area image sensor G14673-0808W, https://www.hamamatsu.com/eu/en/product/optical-sensors/image-sensor/ingaas-image-sensor/ingaas-area-image-sensor/G14673-0808W.html.Волосов Д. С. Фотографическая оптика: теория, основы проектирования, оптические характеристики. М.: Искусство, 1978. 543 с.Volosov D.S. Fotograficheskaya optika: teoriya, osnovy proyektirovaniya, opticheskiye kharakteristiki (Photographic Optics: Theory, Design Principles, Optical Characteristics) Moscow, 1978, 543 р. (in Russ.)Иванов С. Е., Романова Г. Э. Метод выбора оптических материалов для создания апохроматических атермализованных оптических систем // Оптический журнал. 2016. № 12. С. 25–30.Ivanov S.E. and Romanova G.E. Journal of Optical Technology, 2016, no. 12(83), pp. 729–733, https://doi.org/10.1364/JOT.83.000729.Tamagawa Y. Multilens system design with an athermal chart // Applied Optics. 1994. Vol. 33. P. 8009–8013.Tamagawa Y. Applied Optics, 1994, vol. 33, pp. 8009–8013.Tamagawa Y., Tajime T. Expantion of an athermal chart into a multilines system with thick lenses spaced apart // Optical Engineering. 1996. Vol. 35, N 10. P. 3001–3006.Tamagawa Y., Tajime T. Optical Engineering, 1996, no. 10(35), pp. 3001–3006.Каталог оптического стекла [Электронный ресурс]: http://lzos.ru/press-zentr/materials/catalog-opticheskogo-stekla/.http://lzos.ru/press-zentr/materials/catalog-opticheskogo-stekla/. (in Russ.)Optical Glass for Polished Lenses, Optical Glass for Molded Aspherical Lenses (Low Tg Optical Glass) [Электронный ресурс]: https://www.ohara-inc.co.jp/en/product/catalog/.Optical Glass for Polished Lenses, Optical Glass for Molded Aspherical Lenses (Low Tg Optical Glass), https://www.ohara-inc.co.jp/en/product/catalog/.Optical Glass [Электронный ресурс]: https://www.schott.com/shop/advanced-optics/en/Optical-Glass/c/optical-glass.Optical Glass, https://www.schott.com/shop/advanced-optics/en/Optical-Glass/c/optical-glass.Optical Glass Materials [Электронный ресурс]: https://www.sumita-opt.co.jp/en/products/optical.html.Optical Glass Materials, https://www.sumita-opt.co.jp/en/products/optical.html.Optical Glass Catalogue [Электронный ресурс]: https://www.hoyaoptics.eu/download/optical-glass-catalogue.Optical Glass Catalogue, https://www.hoyaoptics.eu/download/optical-glass-catalogue.glassBank [Электронный ресурс]: http://glassbank.ifmo.ru/rus/index.php.glassBank, http://glassbank.ifmo.ru/rus/index.php.Nguyen D. H., Bobe A., Voznesenskaya A., and Bakholdin A. Program for automated synthesis of two-lens and threelens objectives // Proc. SPIE. 2023. Vol. 12765. Optical Design and Testing XIII. Р. 1276513. https://doi.org/10.1117/12.2685549.Nguyen D.H., Bobe A., Voznesenskaya A., and Bakholdin A. Proc. SPIE, 2023, vol. 12765, Optical Design and Testing XIII, рр. 1276513, https://doi.org/10.1117/12.2685549.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.