Суть метода состоит в записи отклонений от расчётного фо­куса отражённого от поверхности луча, приход которого на поверх­ность обеспечивается параллельно главной оптической оси. На рис. 1.20 показана схема аберрографа Леонова. Работает прибор сле­дующим образом: тонкий луч от коллектора 1 (можно лазерного ис­точника) попадает в пентапризму 3, откуда падает параллельно главной оптической оси OZ на отражающую поверхность концен­тратора. Отражённый луч света оставляет на фотоплёнке 4, установ­ленной в оптическом фокусе концентратора, след и вследствие пе­ремещения фотопластины происходит запись отклонения отражён­ного луча от расчётного фокуса концентратора [1.17, 1.18].

а

Метод позволяет определить продольные (вдоль оптической оси) аберрограмы концентратора при различных положениях па­дающего луча, что позволяет рассчитать действительное фокусное расстояние, определить угловые погрешности всего отражателя. По­скольку метод единичного луча является универсальным и широко применяется для исследований концентраторов разного типа и кон­струкций, то следует более подробно остановиться на определении угловых погрешностей. При обработке результатов следует учиты­вать ценность кольцевых зон отражающей поверхности, которые принимаются пропорциональными площади зоны.

Последовательность обработки полученных продольных абер­раций:

1.

Определяем средние арифметические продольные аберра­ции для каждой зоны:

(1.3)

где AFn — аберрация позиции j для зоны n; j — число снятых точек.

2. Находим действительное фокусное расстояние концентра­тора:

Х>Х

■ F-F„±-4————- , (1.4)

XX

і

где Fh — номинальное фокусное расстояние; Mj — ценность зоны площадки вокруг точки j зоны п; Мп — ценность зоны п.

3. Пересчитываем аберрации точек по отношению к действи­тельному фокусному расстоянию.

4. Подсчитываем угловые погрешности поверхности как угло­вое отклонение действительного луча от идеального направления в расчётный фокус F:

б = arctg AF/(zj + 2F),

где ДБ — действительные продольные аберрации относительно дей­ствительного фокусного расстояния; Zj — координаты точки j по оси Z (главной оптической оси концентратора).

5. Средняя квадратическая угловых погрешностей концентра­тора:

где <тп — средняя квадратическая угловая погрешность зоны п.

6. Среднюю квадратическую погрешность поперечной абер­рации Дг (по радиусу фокального пятна рассеяния) определяем по формуле:

ї>,

где Стдг — средняя квадратическая погрешность поперечной аберра­ции Аг зоны п.

Вероятность попадания отражённого луча в круг радиуса стДг равна 68%, в круг радиуса 2 аДг составляет 95%.

При необходимости по аберрограммам можно смоделировать кривую плотности излучения в фокальном пятне [1.19, 1.20]. Метод единичного луча является универсальным и широко применяется для исследований концентраторов разного типа и конструкций.