2019-10-17

视度:目视光学仪器出射光束会聚或发散的程度。

系统出射平行光束,视度为0,适应正常眼;系统出射发散光,像点位于眼点前方,视度为负值;系统出射会聚光,像点位于眼点后方,视度为正值。

大量程视度筒=视度透镜+普通视度筒

视度透镜:具有与待测系统的视度符号相反的视度,抵消了一部分被测视度,使剩余的视度在普通视度筒量程内。

半透镜视度筒使用半透镜组代替普通视度组的分划板,实际上是一块双胶合的场景,其负透镜就是块被切成两半的平凹透镜,并各沿相反方向有一偏心相当于在正透镜上贴了一对分像双光楔。

双光楔作用:物像只有成在等厚线上时,像才不会错开。

半透镜视度筒利用人眼对准精度高的特点,其检测视度的灵敏度高达1/20屈光度。

视差:物像与分划板刻线不重合。

瞄准、观察仪器一般用视差角给出。

视差角检测:在平行光管分划板上刻有视差公差带,分划像与待检系统的分划像相对错动,只要两个像最大错动量不超过公差带,视为合格。

进行视差检测时平行光管的焦距是待检系统焦距的2~5倍。

星点检测法:检测光强变化及分布,只能定性评价光学系统质量不能定量。

星点检测法适用于望远系统、照相系统、投影物镜及显微物镜,尤其适于小像差系统的检测。

星点法对平行光管的要求:

1.物镜像质好,通光口径应大于待检测物镜的入瞳直径

2.光源应选用发射连续光谱而亮度大的灯

3.星孔直径的选择:允许的最大角直径应等于待检物镜艾里斑第一暗环的角半径的一半

对显微镜的要求:

1.要求显微镜物镜的数值孔径等于或大于待检物镜的像方孔径角

2.显微镜总放大率:人眼能将第一、第二衍射亮环分辨开

对望远系统或其它平面光学元件做星点检验,应采取前置镜(望远镜)进行放大观察。

对前置镜要求:

1.像质好

2.入瞳直径大于待检系统的出瞳直径

3.前置镜放大倍率

检验光学系统的共轴性:衍射环不同心,或同一环上光能分布不一致,或颜色不一样,则表明待检系统共轴性遭到破坏。当有横向位移(即各元件不共轴)则像点有慧差。系统存在装配应力,光轴倾斜或定中心不正确而存在楔角,则存在像散特征。

检验位置色差限制在近轴区域成像,在像点前截面,中心微带绿色,周围是淡黄色,最外是紫红色;像点后截面,中心微带紫红色,周围是淡黄色,最外围是黄绿色。

检验慧差:随着慧差的增加衍射亮环靠近中央亮斑的一侧会变细变暗,而远离的一侧变亮变粗,且相对中央亮斑的偏心也随之加大。当波差大于0.5个波长的时候,呈现出明显的彗星状,并随着波相差的增大彗星状愈加明显。

检验像散:当像散较小时,第一个衍射亮环出现四个暗缺(或断开四处);像散较大时,中央亮斑呈近似正方形状,或再进一步延伸为更明显的十字形状,周围衍射亮环断为四段。

检验其他的工艺瑕疵:光学玻璃下料方向搞错,玻璃条纹的影响会出现“长刺”或暗带;因装配或镜筒变形而使光学零件存在较大的应力时,星点像往往呈现三角形、枣核形或应力集中部位出现带角、带刺等状况。

衍射分辨率:把两个衍射像间所能分辨的最小间隔为理想光学系统的衍射分辨率。

分辨率检验:

1.栅格状分辨率板,测量迅速可靠,但空间频率不连续

2.辐射状分辨率板,空间频率连续变换,测量比较麻烦

哈特曼法检测原理:借助一米字形排列的小孔光阑(哈特曼光阑),在待检系统物方形成采样光束,再由测量焦前,焦后两截面的光斑间距确定成像光束的几何像差的。

哈德曼法(“二次截面法”)可以检测物镜的球差、位置色差、慧差、场曲和像散。由于哈德曼法无法确定理想像高,也无法确定实际主光线在理想像平面上的投射高度,所以不饿能检测畸变和倍率色差。

根据待检物镜的焦距和相对孔径选择合适小孔的哈德曼光阑。光阑孔直径的选取一般应为待检物镜焦距的1/100~1/400。

杂散光:叠加到像面处的不参与直接成像的有害光称为杂散光,简称杂光。

杂散光产生原因:

1.由光学元件的反射与折射造成的杂光

2.机械部件的反射与散射造成的杂光

3.相机内部各受光面的反射、散射与感光乳胶剂层的散射等造成的杂光

减少杂光的措施:

1.设计时应避免产生二次像

2.对镜表面镀增透膜,对镜筒、透镜边缘、光阑片做涂黑处理

3.透镜外缘涂漆的折射率应比玻璃的大,防止斜入射光产生的全反射

4.采取遮光罩和消杂光光阑等措施

光学系统透射比分为光谱透射比与白光透射比,在一定范围内(常用CIE规定色温下的白光做光源,在可见光区域内)光谱透射比等同于白光透射比。

透射比的全口径检测需在积分球前方加入一个附加透镜,使会聚光束全部进入积分球内。

对一个非相干的光学系统(非相干照明)可看作空间频率的低通线性滤波器。如果输入一个正弦分布的光强信号,则输出也是正弦分布光强信号,但信号的对比度下降,相位移动,输出信号的对比度和相位移均时目标图像的空间频率的函数。

相干照明两点位相变化时步调一致,相遇时振幅叠加;非相干光源两点位相变化时步调不一致,相遇时光强叠加。

MTF曲线评价成像:低频代表物体的轮廓特性;中频代表物体的层次特性;高频代表物体的纹理特性。

OTF和分辨率都是以空间频率和调制度来反映光学系统的空间滤波特性的。

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