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《像差檢測 光學(xué)測量.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、§5-3象差測量概述光學(xué)系統(tǒng)成象質(zhì)量的好壞，是最后評定此光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)。影響象質(zhì)的因素有：①設(shè)計水平：校正象差的完善程度②加工水平：加工誤差、裝配誤差、材料誤差③雜光幾何象差與光學(xué)設(shè)計密切聯(lián)系誤差測量與物光聯(lián)系密切§5-3-1二次截面法（哈特曼法）測幾何象差1900—1904年由德國哈特曼提出，利用幾何光學(xué)概念，找出這些光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后的空間位置。一、原理用區(qū)域光闌將不同孔徑的光分開1、軸向象差①球差區(qū)域光闌（哈特曼光闌）小孔直徑②位置色差2、垂軸象差①象散軸外球差曲線②場曲①慧差子午慧差C1G1=PA=RG2=a1PB=PA+AB=a1+ABA
2、B=-Kt=弧矢慧差一般不測量（只在大視場時測量）哈特曼法無法測畸變，因光軸無法確定，因而也不能測倍率色差。一、測量裝置及注意事項1、裝置：阿斯卡光具座2、調(diào)整及注意事項①平行光管小孔校正在物鏡焦平面上，轉(zhuǎn)臂在軸向位置②根據(jù)物鏡相對孔徑選擇區(qū)域光闌小孔直徑，一般Φ=（1/100~1/400）f'小一些好，但太小衍射嚴(yán)重，光斑反而大。③使被測物鏡光軸和平行光管光軸重合（光束法線轉(zhuǎn)動物鏡法）④確定E1位置，一般⑤確定曝光時間⑥測軸外象差時，使斜光束對稱中心線和米字孔光闌中心孔重合，為此要縱向移動物鏡，保證每一視場哈特曼光闌中心孔通過的光束通過被測物鏡入瞳，同
3、時相應(yīng)移動E1和E2（兩者精確相等）。二、測量誤差分析且在同一視場下對不同的bn1和bn2來說的誤差是相同的，故可不考慮，所以表明邊緣精度高，近軸精度低一、優(yōu)缺點優(yōu)點①測量原理簡單測多種幾何象差②精度較高（比如球差可達(dá)）③可直接測象差曲線和設(shè)計曲線比較④測量裝置通用性好缺點①近軸壓不是直接測量②測量工作量大③不能測畸變，倍率色差§5-3-2陰影法側(cè)幾何象差一、原理①焦后：陰影與刀口移動方向相反②焦后：陰影移動方向與刀口相同③焦點：同時變暗一、刀口儀技術(shù)數(shù)據(jù)六個小孔：比較小的三個，用大孔調(diào)整，小孔測量二、測幾何象差1、球差2、位置色差3、象散最大光錐1/2
4、移動量15mm，格值0.01。三、刀口儀的應(yīng)用1、大口徑反射鏡（凹）表面質(zhì)量4、慧差三、優(yōu)缺點優(yōu)點：①設(shè)備簡單，多種檢測②適宜和于大口徑零件、系統(tǒng)③靈敏度高1/20λ④非接觸測量⑤適于工序檢驗缺點①大多數(shù)已能定性，不定量②凸表面無法測量③要有經(jīng)驗§5-3-3干涉法測波差及幾何象差一、概述用波差評介光學(xué)系統(tǒng)的成象質(zhì)量，不但簡單明了，而且是轉(zhuǎn)面不變量，與光學(xué)系統(tǒng)的焦距，相對孔徑，位率等無關(guān)，各種光學(xué)系統(tǒng)，均可用同一指標(biāo)評價。觀察儀器要求波象差小于1/4λ，高精度儀器要求波差小入1/10λ。二、測量裝置泰曼干涉儀（棱鏡透鏡干涉儀）條紋隨參考波面（比較波面）不同
5、條紋也不同。條紋最小時，測量也有困難，因受條件不穩(wěn)定，受環(huán)境影響大。一、由離焦干涉，求波面形狀由波差和幾何象差的關(guān)系（v不大時）當(dāng)研究主面處波面時可見W2在一定后與h2成正比即若拍攝時口徑D不等于直徑D0，則由拍攝的干涉園半徑r際高度D——入瞳直徑D0（d）——照片上干涉場直徑r(h)——照片上干涉圖半徑一、由干涉圖計算球差的方法0.1.2.3.4.5.6.7.8.9.0-2-1.5-0.50-0.5-1.5-200-2-1.5-0.50-0.5-1.5-20-20.510.5-0.5-1-0.52-1-0.75-0.5-0.2500.250.50.75
6、-3-0.250.50.25-0.5-0.7502.75-3/6=-0.52/4=0.50.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.0-1.5-2-1.5-0.50-0.5-1.5-2-1.500-1.5-2-1.5-0.50-0.5-1.5-2-1.5-1.5-0.50.510.5-0.5-1-0.50.51.5-0.5-0.2500.250.50.7501.251.51.75-2-0.750.51.2510.2500.7523.250/5=06.25/5=1.25§4-3剪切干涉法測波象差一、概述1、干涉條件：頻率相同、位相差恒定，振動方向相同2、
7、產(chǎn)生干涉的方法1)波前分割法光源尺寸受限制，干涉條紋亮度小。1）振幅分割法，可參為零，如平板玻璃干涉，光源可為擴展光源，干涉條紋亮度大。所以實用的干涉測量裝置均采用振幅分割法。3、一般干涉裝置均需一標(biāo)準(zhǔn)波面，即參考反射鏡、被測件尺寸大小，參考反射鏡尺寸也大，干涉儀結(jié)構(gòu)龐大。4、剪切干涉儀于20世紀(jì)40年代提出，用波面錯位產(chǎn)生干涉條紋，可不用參考波面，分為二、橫向剪切干涉測量原理1、橫向剪切的產(chǎn)生1）平面波2）球面波2、光源尺寸采用振幅分割法，由于剪切，，故光源尺寸受限制3、波面形狀與干涉條紋原始波面W（x,y）剪切波面W(x-s,y)有初級球差、慧差、象
8、散的波面數(shù)字表達(dá)示W(wǎng)(x,y)=A(x2+y2)2+By(X2+y2)+c(x2
