第3章第2节平板玻璃平行差测量.doc

§3-2平板玻璃平行差测量 光学系统分两大类 共轴球面系统 coaxial spherical system A、球面 B、非球面 平面镜棱镜系统 plane mirror—prism system 平面反射镜、平行玻璃板、光楔、 棱镜：反射棱镜、 折射棱镜 §3-2-1平行玻璃板平行差测量（光楔的楔角测量）measurement of different of plane parallel 平行玻璃板主要做：保护玻璃滤光片、分划板等 平行差θ主要由色散给定，有时也考虑光轴偏（如航测相机的保护玻璃和滤光片） δˊCF=(nF-nC) θ δˊ=(n-1) θ 平行玻璃板性质 θ 滤光片保护玻璃 高精度 3ˊˊ—1ˊ 一般精度 1ˊ—10ˊ 分划板 10ˊ—15ˊ 表面镀膜反射镜 10ˊ—15ˊ 背面镀膜反射镜 2ˊˊ—30ˊˊ 光楔性质 Δθ 高精度 ±0.2—±10 中精度 ±10—±30 一般精度 ±30—±1 一、 自准直法 事先将工作台反射面自准 测量原理 当平行玻璃板口径小于测角仪物镜口径时，径工作台上平面反射镜自准，成象在视场中心 光线I经平板玻璃上表面反射，方向如光线II，I、II间夹角为2θ。 光线I经平板玻璃上表面折射后，又由下表面反射，最后经上表面折射，方向为III。 ’ 当I很小时 由图知 取n=1.5则 Ⅰ、Ⅱ间夹角 Ⅰ、Ⅲ间夹角 Ⅱ、Ⅲ间夹角 讨论当第一面垂直于光轴时 被测件口径大于测角仪望远镜口径，只能看到II、III象。 2、测量装置和测量方法 装置 比较测角仪：自准直望远镜加测量机构 以杭州产Gxy型光学比较测角仪为例： 实际分划板每小格对应物方视场角为30″、 读数时取15″，故计算θ时 测量方法 使承物台上平面反射镜垂直于测角仪光轴（自准） 放上被测件，测出 角，求θ， 判断楔角方向 在待测检后表面哈气变模糊的象为后表面的反射像,该象所在的那端为厚端 误差分析 测平行玻璃板平行差精度（以测量最小平行差θmin表示） 受人眼鉴别角和仪器鉴别率限制 一般取α=，（） 仪器鉴别率应与人眼鉴别角相匹配 A B 测光楔精度 与自准直平行光管对准精度有关，如采自准直测微平行光管（最小格直为0.1和0.2） 例：设 （注：由两项构成 A分划板刻度误差 B对准误差：设则 ） 二、 干涉法 The interference-method 干涉的概念 相干光 频率相同 （2）位相差恒定 （3）光矢量振动方向相同（4）光程差小于波列长度 因此，必须用单色光源，使同一光源发出的光束分成两束，且光程差不能太大。钠光，激光几十米） 平板干涉 , 又 考虑半波损失 i不变h变等厚干涉，I变h不变等倾干涉 等厚干涉法 1)菲索干涉仪 原理 当i=0时 暗 令m=m2-m1 误差分析 0.2如用测微目镜测条纹还可更小0.05~0.1mm若m 能测最小角度 例：比值准直方法好 可见取决于零件尺寸即受b的限制不受人眼鉴别率限制m1（即）时无法测根据瑞利极限要求表面制造误差小于 最大可测角，， 厚度按判定：使局部加热条纹弯曲凸向薄端 测平面面形 光程差变化，看条纹的弯曲和不规则判断面形误差，减小空气层厚度看条纹移动判断凸凹性质。 精度分析： 标准平面的误差 口径大于200mm时加工和检验困难，精度大于二十分之一波长用液面作基准面地球半径6400KM液面口径500mm时液面平面度误差为百分之一波长 准直物镜的像差 出射光不是平行光以角象差表示形成干涉条纹的光程差附加了一个的光程差，若精度要求，求得设计这样的物镜不难。 () 条纹的判读引起的误差 或 总的测量标准偏差 测量曲率半径 测出b范围内干涉条纹数m ,, 若得最小半径为41m，以代入得最大可测半径4167m 误差分析 主要取决于约为1%~10% 菲索球面干涉仪 2）泰曼干涉仪 原理 光束经平板偏转由反射镜反射又经过平板偏转 则 误差分析 厚端判断：调节参考反射镜向缩短光程方向移动条纹移动的方向是薄端 当时看不到干涉条纹 调节反射镜旋转则在被测平板区域看不到干涉条纹而在其外部有干涉条纹代入公式可得 D反射镜口径 检验面形偏差 将被测工件代替7根据干涉条纹可判断面形误差] 例：用氦氖激光器作光源在泰曼干涉仪上检验直径D=100mm, 折射率n=1.5147,的平板玻璃得到如图干涉图若干涉图干涉条纹 及计数误差为m=16, 求1）平板玻璃的平性差及测量误差 2)当移动长靠近使参考臂缩短引起条纹向右移动问如图圆圈部分为薄端还是厚段 解：