光学系统象质检验与.ppt

第五章光学系统象质检验与评价 §5-1 星点检验 一.星点检验原理 为克服物体上各点成像后弥散斑的作用，用以各点经过光学系统成像，观察其弥散斑，如果有误差及像差，弥散斑变形，利用人眼对此变形及亮度的变化，检验出象差这种方法称为星点检验。 位于无限远处的发光物点经过理想光学系统成像，在像平面上的光强分布已经研究得很清楚——符合物理光学中的夫朗和斐（Fraunhofer）衍射理论。 如果光学系统的光瞳是圆孔，则所形成的星点像是夫朗和斐型圆孔衍射的结果，在像平面上点光源像的强度分布可以用下式表示： §5-1 星点检验 二.星点检验装置 §5-1 星点检验 §5-1 星点检验 1.对平行光管的要求 平行光管口径大于待检物镜入瞳直径径且物镜像质较好 光源选用发射连续光谱且亮度大的灯如钨带灯，汽车灯泡等，并用聚光镜照明星孔，以便看清星点象的细节。 星孔直径的选择：为使星点衍射象有好的对比度和足够的衍射细节，星孔允许的最大角直径αmin应等于待检物镜艾里斑第一暗环的角半径θ1一半。 §5-1 星点检验 例：如果 §5-1 星点检验 2.被检系统支持部分：能自动定心或带偏心调整装置，以保证被测物镜和平行光管光轴显微镜光轴重合。 3.对观察显微镜的要求： 显微物镜数值孔径：为使待检物镜射出的光束全部进入观察显微镜，应要求显微物镜的数值孔径等于或大于待检物镜的象方孔径角u′即 §5-1 星点检验 §5-1 星点检验 三.星点检验方法与判别 ★检验光学系统的共轴性 ★检验球差 ★检验彗差 ★检验位置色差 ★检验象散 ★检验其它工艺疵病 ★定量检验 §5-2 分辨率测试技术 §5-2 分辨率测试技术 §5-2 分辨率测试技术  §5-2 分辨率测试技术 §5-2 分辨率测试技术 §5-2 分辨率测试技术 §5-2 分辨率测试技术 §5-2分辨率测试技术 2.分辨率测试方法 §5-2 分辨率测试技术 2.分辨率测试方法 §5-2 分辨率测试技术 2.分辨率测试方法 §5-2 分辨率测试技术 2.分辨率测试方法 §5-2 分辨率测试技术 §5-2 分辨率测试技术 直接观察要求：（1）平行光管复消色，口径比被测系统口径大。 （2）人眼极限分辨角1 ‘ ~4’为如望远系统放大倍率若系统分辨率 时无法测量。 （3）被测系统出瞳直径应小于人眼瞳孔直径否则无法测量 §5-2 分辨率测试技术 望远物镜 §5-2 分辨率测试技术 2.分辨率测试方法 §1-4 分辨率测试技术 2.分辨率测试方法 §5-2 分辨率测试技术 2.分辨率测试方法 §5-2 分辨率测试技术 综合分辨率 N 照相物镜的目视分辨率 §5-2 分辨率测试技术 a)在光具座上测量 拍照在测量显微镜上测底片分辨率 用大面积分辨率板拍照 影响分辨率的因素 目视分辨率 底片分辨率 冲洗方法 一.二次截面法（哈特曼法）测几何象差 （一）原理 §5.3物镜几何象差检测 §5.3物镜几何象差检测 §5.3物镜几何象差检测 场曲的检测 §5.3物镜几何象差检测 5．彗差的检测 §5.3物镜几何象差检测 由于哈特曼法无法确定理想象高，也无法确定实际主光线在理想象平面上的投射高度，故不能检测畸变和倍率色差。 检测过程中的调整要点： (1)将小孔光阑校正到平行光管物镜焦面上；转动臂转到轴向位置。 (2)根据待检物镜的焦距和相对孔径选择合适小孔的哈特曼光阑。以使截面处拦得的光斑清晰、足够小且有一定数量。由经验，光阑孔直径的选取一般应为待检物镜焦距的l／l00～l／400。当待检系统的相对孔径较小时宜取下限，以保证有足够多的测量点；反之，宜取上限，以得到边界尽可能清晰的光斑，并减少检测工作量。 (3)调待检物镜光轴与平行光管光轴重合。微调夹持器中的双偏心环，并使待检物镜绕水平轴旋转，若观测显微镜中看到的小孔光阑象不再划圆圈(不动)，则表明两光轴已调重合。 (4)确定两截面的轴向位置，以其拦截的光斑小而清晰为好。依据经验，焦前和焦后截面离开焦平面的距离，应分别选待检物镜焦距的l/7和l/5左右较为合适。 (5)在检测斜光束象差时，应使待检物镜相对基准面的轴向位置始终保持不变。 §5.3物镜几何象差检测 测量误差分析 §5.3物镜几何象差检测 优缺点 优点 测量原理简单测多种几何象差 精度较高（比如球差可达 ） 可直接