2019-09-24

光学测量

今天学习用三种不同方法进行面形偏差的检测：样板法、斐索干涉仪法、刀口阴影法。

面形偏差：光学面实际面形相对理想面形的偏差。

光圈：若用单色光源，空气隙呈环形对称时，则产生明暗相间的同心圆干涉环，用白光照射产生彩色圆环。这些圆环称作光圈。即干涉条纹的形状是由空气隙等厚层的轨迹决定的，即同一级干涉条纹对应的空气隙厚度是相等的。

面形偏差的分类：

1.半径偏差：待检光学表面的曲率半径相对于参考光学表面曲率半径的偏差，以光圈数N表示。

2.像散偏差:待检光学表面与参考光学表面在两个相互垂直方向上的光圈数不等所对应的偏差。

3.局部偏差：待检光学表面与参考光学表面在任意方向上产生的干涉条纹的局部不规则程度。

面形偏差引起的后果：1.引起波面变形。2.半径偏差N是光学系统的像面位置、放大倍率等产生微量的变化。3.像散差和局部偏差将直接影响成像质量。

玻璃样板法：是一种接触的干涉检验法，它利用样板的标准面与零件的被检面重合在一起，有干涉条纹的形状和数量及加压时2条纹的移动方向判断面形偏差。

高光圈：用样板检验时，如果两者在中间接触，用力压中间时，条纹从中心向边缘移动。N>1

低光圈：用样板检验时，如果两者在中间接触，用力压中间时，条纹从边缘向边缘中间。N<1x

在光圈数N>1时，在光圈数多的情况下，以有效检验范围内，直径方向上最多条纹数的一半来度量。

在光圈数N<1时，在光圈数多的情况下，光圈数N以通过直径方向上干涉条纹的弯曲量h相对于条纹间距H的比值来度量。N=h/H

像散偏差：

局部偏差：

菲索平面干涉仪检测面形偏差：

菲索平面干涉仪对菲索标准平面有那些要求？

1.标准平面的口径大于被测件的口径。2.减少自重变形的影响。3.当被检件大口径200mm以上，检测精度要求高与/20时，可选用液面作为基准面。一般用水银，但水银有毒。4.防止震动带来的影响。

准直物镜的像差：要求准直物镜像差引入的测量误差不大于/100.

准直物镜的作用是给出一束垂直射向标准面的平行光。

学习消除杂散光的三种措施。

学习菲索球面干涉仪检测面形偏差。

学习用菲索球面干涉仪检测时的现象规律：

待检件是凹球面的边翘中心凸：待检件由左向右移动，干涉条纹由曲变直的顺序是：中间带、边缘带、中心区域。

待检件是凹球面的边翘中心凹：待检件由左向右移动，干涉条纹由曲变直的顺序是：中心区域、边缘带、中间带。

待检件是凸球面的边翘中心凸：待检件由左向右移动，干涉条纹由曲变直的顺序是：中间带、边缘带、中心区域。

待检件是凸球面的边翘中心凸：待检件由左向右移动，干涉条纹由曲变直的顺序是：中心区域、边缘带、中间带。

学习菲索球面干涉仪测量曲率半径的：

1.直接测量。待检面为凹或凸面球心处和顶点处，都会调出干涉直条纹，两个位置的读数差值就为待测件的曲率半径。

2.间接测量。待测件的半径比较大，超出量程。测凸平面用标准凹面，测凹面用标准凸面。

学习曲率半径偏差与光圈数N的关系。

刀口阴影法：

学习刀口阴影法的检测原理。

学习刀口阴影法对待检面的面形存在的带区误差。

学习刀口阴影法的优缺点。

学习刀口阴影法测量曲率半径。

学习刀口阴影法检测灵敏度。

学习刀口阴影法检测平面镜。

无像差点的概念。

三种面形偏差检测法优缺点对比：

1.样板法：

优点：简便易行。缺点：1.易损伤表面光洁度。2.需要稳定温度时间。3.需要标准样板。4.表面要求擦得很干净。

2.平面干涉仪法：

优点：1.不损害表面光洁度。2.精度很高。缺点：1.需要标准样板。2.一起贵重。3.对环境要求较高。

3.阴影法：

优点：1.检验凹球面时不需要标准样板。2.检验大口径零件比较方便。3.灵敏度高。4.检验迅速。

缺点：1。检验图球面和平面，需要一块标准凹球面。抛物面和双曲面需要标准辅助镜。2.易受气流影响。3.不一定量测量。