试验九-平行光管的调整和使用.DOC

3—5 平行光管的调整和使用 几何光学的理论指出：位于正透镜焦平面上的点光源，发出的光经透镜后成为一束平行光。根据这个原理，平行光管把分划板置于物镜的焦平面上，则分划板上每个点投回物镜的光，经物镜后都成为平行光束，即分划板成象在无穷远处，如图3—5—1所示。 平行光管主要是用来产生平行光束的仪器。它是装校和调整光学仪器的重要工具之一，也是重要的光学量度仪器。配有不同的分划板、测微目镜或读数显微镜系统，则可测定透镜或透镜组的焦距、分辨率及其成像质量。 本实验旨在了解平行光管的结构原理；掌握平行光管的调整和使用方法；测定透镜的焦距、分辨率及玻璃基板的平行度。 一、[实验仪器] 550型平行光管一套、可调式平面反射镜（附件）、分划板一套（附件，其中包括十字叉丝分划板、玻璃、分辨率板、星点板各一块）、读数显微镜、待测透镜及平面玻璃基板各一块。 二、[实验原理] 实验室中常用的国产CPG-550型平行光管附有高斯目镜和调整式平面反射镜。其光路结构如图3—5—2所示 550型平行光管的主要技术规格及附件如下： 1．平行光管：焦距mm（名义值），使用时按实测值。口径mm。相对孔径。 2．高斯目镜：焦距mm，放大倍数5.7倍。 3．分划板：除了十字叉丝分划板（如图3—5—3（a））外，还有其它形式分划板可以根据测量内容的不同而更换使用。 （1）分辨率板：分2号和3号两种。板上有25个单元图案，对于2号板，从第一单元到第25单元，条纹宽度由递减到5，而3号板则由40递减至10（如图3—5—3（b））。分辨率板可用于检验物镜和物镜组件的分辨率。 （2）星点板：星点直径为0.05mm，通过光学系统后产生该星点的衍射花样，根据花样的形状可以定性检查系统成像质量的好坏。 （3）玻罗板：其结构如图3—5—3（c）所示，是在玻璃基板上用真空镀膜的方法镀有五组线对。各线对间距的名义值分别是1.000mm，2.000mm，4.000mm，10.000mm和20.000mm。使用时应以出厂的实测值为准。将玻罗板与读数显微镜组合，可用来测定透镜组的焦距。 三、[实验内容与步骤] （一）平行光管的调整 为了正确使用平行光管和确保平行光管的出射光束严格平行，必须在使用前对平行光管进行调整。调整的要求是： 1．使十字叉丝分划板严格处于物镜的焦平面上。 2．使十字叉丝分划板十字中心同平行光管光轴重合。 具体调整方法和步骤如下： A.摆放仪器：把平行光管按图3—5—2所示放好。 B.从高斯目镜中找到返回光形成的像： （1）调节目镜，使在目镜里能清楚地观察到十字分划板上的十字叉丝。 （2）调整平面反射镜，使由平行光管射出来的光线重新返回平行光管。 （3）粗略调节分划板座的前后位置，使目镜中能同时清楚地看到十字叉丝（物）和反射回来的光形成的十字叉丝（像），这时分划板已基本调整在物镜的焦平面上了。 C.使分划板严格的位于物镜的焦平面上： 细心调整平面反射镜的垂直和水平螺旋，使分划板十字叉丝物、像先重合，用眼睛在目镜中改变观察视角，判断两十字叉丝间有无视差。通过细心调节分划板的前后位置，消除视差。此时分划板已严格的处于物镜的焦平面上。 D.使用各半调节法，调整分划板中心和平行光管光轴严格重合： （1）松开平行光管座上的十字螺钉（又称止动螺旋），将平行光管线光轴转过，观察分划板叉丝物、像是否重合，若不重合说明分划板中心同光轴还有些偏离。 （2）分别调节平面反射镜及分划板中心调节螺旋，两部位各调节一半，使分划板叉丝物、像重合。 （3）重复步骤（1）（2），直到转动平行光管时，十字叉丝物、像始终重合为止。至此平行光管调节完毕。 （二）测定透镜的焦距 如果平行光管已调节好，并使玻罗板位于物镜L的焦平面上，那么，从玻罗板上每一点射出的光，经物镜L后都形成平行光，平行光经过待测透镜Lx后，将在Lx的第二焦平面F′上会聚成象。其光路图如图3—5—5所示。因而，玻罗板上的线对必然成象在F′面上。 从图中几何关系可以看出待测透镜的焦距为 式中是玻罗板上所选用线对间的实测值，是玻罗板上对应像的间距的实测值，是平行光管物镜第二焦距的实测值。为了保证测量精度，一般待测透镜的焦距应小于平行光管物镜焦距的二分之一。 (3-5-2) 测定透镜焦距的具体操作步骤如下： 1．将调整好的平行光管中的分划板换成玻罗板，使玻罗板位于平行光管物镜的焦平面上。按图3—5—6所示放置好平行光管、待测透镜、读数显微镜，并使之共轴，读数显微镜放置在待测透镜第二焦平面附近。 2．沿光轴前后移动待测透镜，使在读数显微镜中看到清晰的玻罗板的像。 3．用读数显微镜测出玻罗板的像上各线对的间距，重复3~5次，取平均值。 4．以和玻罗板上线对的实测值、平行光管物镜焦距，代入（3