光學(xué)測量的基本知識

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1、光學(xué)測量的基本知識一?典型的光學(xué)測試裝置光具座光具座的類型一般以其上的平行光管EFL的長短來區(qū)分,例如:GXY—08A型之EFL=1200mm?我們的光具座:MSFC—IV型有3個準(zhǔn)直鏡頭,EFLl=550mm,F/NO=10EFL2=200?61mm,F/NO=4EFL3=51.84mm,F/NO=4其組成如下:1?平行光管?2?透鏡夾持器.3.V型座?4測量顯微鏡.5?導(dǎo)軌底座?6?光源.7.光源變壓器?8?光源調(diào)壓器.9?附件.1.平行光管又稱準(zhǔn)直儀,它的作用是提供無限遠的目標(biāo)或給出平行光?其組成如下:1n—"71/—分劃板物鏡EFL=550mm分劃板的形式有多種,例如(1)

2、十字或十字刻度分劃板,(2)分辨率板,(3)星點板,(4)玻羅板(PORRO).2.透鏡夾持器用來夾持被測鏡片或鏡頭,並保持光軸的一致性.3.V型座用來放置EFL=200.61mm和EFL=51.84mm準(zhǔn)直物鏡,並保持光軸一致性.4.測量顯微鏡是一個帶有目鏡測微器的顯微鏡.用來進行各種測量.目鏡測微器有多種?最常用的是螺桿目鏡測微器,其螺距為0.02mm,則每格值為0.002mm.5?導(dǎo)軌底座導(dǎo)軌很精密,用它把1?平行光管?2?透鏡夾持器.3.V型座.4測量顯微鏡等聯(lián)在一起,稱為光具座.6.附件:各種倍數(shù)和不同數(shù)值孔徑的顯微鏡物鏡,各種分劃板.光具座主要測量(1)正,負透鏡和照相

3、物鏡,望遠物鏡的焦距(EFL).(2)正,負透鏡和照相物鏡,望遠物鏡的截距(BFL)(3)檢測照相物鏡,望遠物鏡的分辨率.(4)檢測照相物鏡,望遠物鏡的星點.(5)照相物鏡,望遠物鏡的F/NO.(6)加上其它光學(xué)器件和機械裝置,可以組成多種光學(xué)測量裝置.序號分劃板1玻羅板(暗刻線亮背景)10,4,2mm2分辨率板a23分辨率板Aj4分辨率板Z5星孔板d=6um6星孔板d=15um7星孔板d-30um8星孔板d=50um9玻羅板(殼刻線暗背景)10,4,2nun10亮背景全口徑十字線分劃板一?焦距(EFL)的測量光學(xué)系統(tǒng)和透鏡的重要參數(shù)…焦距(EFL),迄今已有多種行之有效的測量方法

4、.1?放大率法?2?自準(zhǔn)直法?3?附加透鏡法?4?精密測角法.5.附加接筒法.6?固定共範(fàn)距離法.7.附加已知焦距透鏡法?&反轉(zhuǎn)法?9?光柵法.10?激光散斑法?11?莫爾條紋同向法.(一)放大率法測量原理是目前最常用的方法,主要用于測量望遠物鏡,照相物鏡,目鏡的焦距(EFL)和后截距(BFL).也可以用于生產(chǎn)中檢驗正,負透鏡的焦距(EFL)和后截距(BFL).被測透鏡或物鏡位于平行光管前,平行光管物鏡焦面上分劃板的一對刻線就成像在被測物鏡的焦面上?這對刻線的間距y和它的像的間距y1與平行光管物鏡焦距仏和被測物鏡的焦距f1有如下關(guān)系:yVy=f1/f1c或f1=f1c(y1/y)必

5、須指出,由于負透鏡成虛像,用測量顯微鏡觀測這個像時,顯微鏡的工作距離必須大于負透鏡的焦距.(一)一種簡易測量焦距的方法在沒有光具座的情況下,可用下面簡易方法,但精度差.方法:用兩次測量不同物距上被測物鏡的橫向放大率求焦距.根據(jù)高斯公式:F*=pX=-X*/p可得F*=E/y2-Yi丫1=1仙=丫1/丫1,血=1/卩2=Y2/Y2*A?這種方法存在理論誤差,必須要加以修正.修正系數(shù)為N1+(H/F*)1所以:F*?=F*x^1+(H/F*)2L鏡頭的球差對測量有很大影響,所以測出的焦距值是近似值.C測量人員的技術(shù)和對E,Y1,Y2,Y1*,Y2水測量的準(zhǔn)確性非常重要,否則測出的焦距值

6、將遠遠偏離真正值,而不能相信和使用.d焦距的準(zhǔn)確測量,必須在光具座上用其它方法進行.j為了用這種方法測量,必須有以下設(shè)備:簡易導(dǎo)軌,夾持器,白色屏幕,有毫米刻度的物,精度為0.01mm的長度量測儀器.E要多次重復(fù)量測,取平均值.星點檢驗(一)原理星點檢驗法是對光學(xué)系統(tǒng)進行像質(zhì)檢驗的常用方法之一,在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計,制造及使用中,人們關(guān)心的是其像質(zhì),並希望將像質(zhì)與各種影響因素聯(lián)系起來,借以診斷問題,提出改進措施,星點檢驗在一定程度上可勝任上述工作.光學(xué)系統(tǒng)對非相干照明物體或自發(fā)光物體成像時,可將物光強分布看成是無數(shù)多個具有不同強度的獨立發(fā)光點的集合,每一個發(fā)光點經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后,由于衍射和像

7、差以及工藝庇病的影響,在像面處得到的星點像光強分布是一個彌散斑,即點擴散函數(shù)(PSF).像面光強分布是所有星點像光強的疊加結(jié)果?因此,星點像光強分布規(guī)律決定了光學(xué)系統(tǒng)成像的清晰程度,也在一定程度上反映了光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量?上述點基元觀點是進行星點檢驗的依據(jù).按點基元觀點,通過考察一個點光源(星點)經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)所成像,以及像面前后不同截面衍射圖形的光強變化及分布,定性地評價光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量,即是星點檢驗法.上面圖形是艾里斑光強分布.(二)星點檢驗裝置1.平行光管,2?光源

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