Расчёт оптической системы офтальмодеструктора

  Не думайте, что это скукота какая-то.
  Оцените, как красиво и наглядно смотрятся на рисунке результаты расчёта оптической системы. Всю жизнь использовал эту программу, сделанную на заре компьютерной техники в среде Турбо Бейсик.

  Удивительно, но программа и сейчас прекрасно работает на ноутбуке с Виндос 7, правда с использованием "ДОС-ящика" - эмулятора старой дисковой системы. Программа использует графический режим, а все текстовые надписи в окне программы делаются прямой записью в видеопамять. Для этого используется отдельный файл шрифта.
  Удивительно, всё это правильно работает, хотя и видеопамять сейчас наверняка устроена по-другому.
  Очень приятно выглядит окно программы, компактно располагаясь на экране ноутбука, так что, используя "Print screen", легко делать рисунки, иллюстрируя процесс своей работы. Ну, разумеется, можно выводить информацию и в форме текста. Программа использует также каталог оптических систем, который пополняется в процессе работы.

  Одним словом, я сделал программу для себя так, чтобы работать с ней было удобно. Можете попробовать и Вы. Подробно о программе рассказывается тут http://www.proza.ru/2015/05/19/1630
  Сейчас же я расскажу о простеньком расчёте, который я только что проделал.
  Офтальмодеструктор, это офтальмологический аппарат, который проделывает маленькие отверстия внутри глазных тканей, фокусируя туда лазерное излучение. Прозрачные наружные отделы глаза при этом не повреждаются. Не повреждается и сетчатка, поскольку угол фокусировки излучения велик, и излучение, сфокусированное в малюсенькую точку, тотчас же расходится.
  Для того, чтобы предсказать размеры этой точки, и оценить условия успешной фокусировки излучения, и нужны расчёты.

  Оптическая схема фокусировки излучения проста. Она показана на маленьком рисуночке в нижней части иллюстрации. Лазер в офтальмодеструкторе расположен вертикально, излучение от него идёт сверху вниз и затем отклоняется зеркалом в направлении пациента.
  Лазерный пучок расширяется в 6 раз с 3-х до 18-ти мм, для этого используются отрицательная и положительная линзы (труба Галилея). Внутрь трубы встроено второе поворотное зеркало.
  Излучение тут же фокусируется объективом, склеенным их двух линз, и третьим поворотным зеркалом направляется в глаз пациента. Это третье зеркало хорошо отражает лазерное излучение, но прозрачно в видимом диапазоне, поэтому врач, через микроскоп и через это прозрачное зеркало, может контролировать ход лазерной процедуры.   

  Как лазерные лучи сходятся в точку фокусировке, показано на диаграммах в правой части иллюстрации. Ширина поля каждой диаграммы - 0.2 мм, длина - 1 мм. Сверху - фокусировка идеального пучка, снизу - фокусировка пучка с расходимость 3 мрад.
  Реально, большая часть лучей пучка имеет меньшую расходимость, образуя в сфокусированном излучении керн. И такой пучок тоже может быть просчитан - например, последовательно просчитываются три группы лучей с расходимостями .5, 1 и 1.5 мрад (см. пирамидку в углу иллюстрации и пятно сфокусированного излучения, полученное для такого распределения). Реальный диаметр сфокусированного излучения такого пучка составит 20 мкм.

  В окне программы, там, где задаются линзы и расстояния между ними, находится место и для поворотных зеркал. Если зеркала по какой-то причине отклонены от своего идеального положения, то на месте прочерков в этих местах можно указать углы отклонения, и на диаграммах можно будет видеть, как ведёт себя сфокусированный лазерный пучок на выходе системы - куда перемещается точка фокуса и какие возникают при этом аберрации.
  Аналогичным образом исследуются изменения, связанные с децентровкой линз. Таким образом, программа позволяет исследовать оптическую систему всесторонне.
  Уважаемые читатели, надеюсь, я довёл до вас мысль о том, что современная оптика, это интересная область человеческого знания, в которой многое можно делать самому.
  Творчество всегда увлекательно.
_____