像差检测 光学测量.doc
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-14 格式:DOC 页数:8 大小:114KB 金币:10 举报 版权申诉
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§5-3象差测量概述光学系统成象质量得好坏,就是最后评定此光学系统优劣得主要标准。影响象质得因素有:设计水平:校正象差得完善程度加工水平:加工误差、装配误差、材料误差杂光几何象差与光学设计密切联系误差测量与物光联系密切§5-3-1二次截面法(哈特曼法)测几何象差1900—1904年由德国哈特曼提出,利用几何光学概念,找出这些光线经光学系统后得空间位置。原理用区域光阑将不同孔径得光分开轴向象差球差区域光阑(哈特曼光阑)小孔直径②位置色差垂轴象差象散轴外球差曲线场曲慧差子午慧差C1G1=PA=RG2=a1PB=PA+AB=a1+ABAB=-Kt=弧矢慧差一般不测量(只在大视场时测量)哈特曼法无法测畸变,因光轴无法确定,因而也不能测倍率色差。测量装置及注意事项装置:阿斯卡光具座调整及注意事项平行光管小孔校正在物镜焦平面上,转臂在轴向位置根据物镜相对孔径选择区域光阑小孔直径,一般Φ=(1/100~1/400)f'小一些好,但太小衍射严重,光斑反而大。使被测物镜光轴与平行光管光轴重合(光束法线转动物镜法)确定E1位置,一般确定曝光时间测轴外象差时,使斜光束对称中心线与米字孔光阑中心孔重合,为此要纵向移动物镜,保证每一视场哈特曼光阑中心孔通过得光束通过被测物镜入瞳,同时相应移动E1与E2(两者精确相等)。测量误差分析且在同一视场下对不同得bn1与bn2来说得误差就是相同得,故可不考虑,所以表明边缘精度高,近轴精度低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)可直接测象差曲线与设计曲线比较测量装置通用性好缺点近轴压不就是直接测量测量工作量大不能测畸变,倍率色差§5-3-2阴影法侧几何象差原理焦后:阴影与刀口移动方向相反焦后:阴影移动方向与刀口相同焦点:同时变暗刀口仪技术数据六个小孔:比较小得三个,用大孔调整,小孔测量测几何象差球差位置色差象散最大光锥1/2移动量15mm,格值0、01。刀口仪得应用大口径反射镜(凹)表面质量慧差三、优缺点优点:设备简单,多种检测适宜与于大口径零件、系统灵敏度高1/20λ非接触测量适于工序检验缺点大多数已能定性,不定量凸表面无法测量要有经验§5-3-3干涉法测波差及几何象差概述用波差评介光学系统得成象质量,不但简单明了,而且就是转面不变量,与光学系统得焦距,相对孔径,位率等无关,各种光学系统,均可用同一指标评价。观察仪器要求波象差小于1/4λ,高精度仪器要求波差小入1/10λ。测量装置泰曼干涉仪(棱镜透镜干涉仪)条纹随参考波面(比较波面)不同条纹也不同。条纹最小时,测量也有困难,因受条件不稳定,受环境影响大。由离焦干涉,求波面形状由波差与几何象差得关系(v不大时)当研究主面处波面时可见W2在一定后与h2成正比即若拍摄时口径D不等于直径D0,则由拍摄得干涉园半径r求实际高度D——入瞳直径D0(d)——照片上干涉场直径r(h)——照片上干涉图半径由干涉图计算球差得方法0-2-1、5-0、50-0、5-1、5-200-2-1、5-0、50-0、5-1、5-20-20、510、5-0、5-1-0、52-1-0、75-0、5-0、2500、250、50、75-3-0、250、50、25-0、5-0、7502、75-3/6=-0、52/4=0、50-1、5-2-1、5-0、50-0、5-1、5-2-1、500-1、5-2-1、5-0、50-0、5-1、5-2-1、5-1、5-0、50、510、5-0、5-1-0、50、51、5-0、5-0、2500、250、50、7501、251、51、75-2-0、750、51、2510、2500、7523、250/5=06、25/5=1、25§4-3剪切干涉法测波象差概述干涉条件:频率相同、位相差恒定,振动方向相同产生干涉得方法波前分割法光源尺寸受限制,干涉条纹亮度小。振幅分割法,可参为零,如平板玻璃干涉,光源可为扩展光源,干涉条纹亮度大。所以实用得干涉测量装置均采用振幅分割法。一般干涉装置均需一标准波面,即参考反射镜、被测件尺寸大小,参考反射镜尺寸也大,干涉仪结构庞大。剪切干涉仪于20世纪40年代提出,用波面错位产生干涉条纹,可不用参考波面,分为横向剪切干涉测量原理横向剪切得产生平面波球面波光源尺寸采用振幅分割法,由于剪切,,故光源尺寸受限制波面形状与干涉条纹原始波面W(x,y)剪切波面W(x-s,y)有初级球差、慧差、象散得波面数字表达示W(x,y)=A(x2+y2)2+By(X2+y2)+c(