望远镜视度光学测量

1、 4-1望远系统视度检验一、视度的概念1、人眼的视度正常眼远视眼近视眼以上均以放松状态下的视度，称为远点视度。2、人眼的调节视度与年龄有关，见表101520253035404550-14-12-10SD 明=SD远+SD调 SD =SD+SD调正常眼，年龄40SD明=0+ （）=近视眼，年龄40（ 200度）SD明=-2+ （）=3、视度的单位（虚光度）SD=1/L米（L以米为单位）SD=1000/L（mm）（L以毫米为单位）200度近视镜SD=1/=2 4、人眼不用调节可看清朝米以外物体为屈光度二、目视仪器的视度目镜出射光束的会聚和使散程度1、望远系统的视度1）有分划板2）无分划板2、望远镜

2、移动量与视度bl=-f目可调视度公称尺寸：士（届光度）公差：零视度士其它视度：D 3mm 士D 3mm士 1 固定视度公称尺寸 一-1b=- f 目=-f L目 2SD( f目以m为单位）f 目b=- f 目 SD1000(f以mn为单位）3、公称尺过与公公差公差士三、视度检验1、普通视度筒（士一士）1）原理 xx=-f -x-f+x=-l+cx=l+f-c+xx=-f2l f c xf2f2l f1000SD普通视度角技术数据视放大倍率视场物镜焦距视度刻度值范围格值4x12 7士6x8 30士2）方法（1）调节视度简日镜，使分划板最清楚（2）被测系统视度规零（3）将被测系统放在平行光管前，光

3、轴基本重合，将视度筒物镜和被测系统出基本重合（4） 移动视度筒物体，使被测系统及平行光管划板象重合（5）看视度筒视度刻度是否为零（6）其它视度同样3）误差分析（1）清晰度法SD1 (0.293(D3D2234564X6XSD(2)清视差法10.583T(D Td)22、大量程视度角士士由于视度角的物镜是按望远镜设计的，在于行光入射的条件下使 用，如偏离较大，象质明显变坏，故普通视度筒测量范围为士一士。对于要求士 5屈光度的仪器，量程不够，采用大量程视度角。原理丄1 丄sDsL L fsSD-SD=SDsSD由普通视度筒测得SDs 视度透镜的光焦度SDs丄fs1 1 1L L花i i iSDSD

4、 SDsL L fsSD SD SDs可见，如被测系统视度较大，用普通视度筒量称不够时，可用一 块和被测视度符号相反的视度透镜抵消一部分视度，然后用普通视度 筒测量。大量称视度筒共十块，视度值分别为：SDs= 1, 2, 3, 4, 5视度透镜尽量和出瞳重合，且和普通视度尽量靠近，以减小测口半量误。3、半透镜视度筒 4-2 望远系统视差检验一、视差的概念1、视差的形成及定义例：电流表、邮局里的称带反射镜的电流表定义：当我们观察位于眼瞳视轴上两个物点式象差时， 若它们距眼瞳 的距离不等，则当眼睛垂直于视轴移动时，会出现两物点式象差间有 错位，这种现象中视差。产生视差的充分必要条件是 b 0,D=

5、0，消除方法是b=0或D=0。2、光学仪器的视差光学仪器中，若成象面和分划板刻线面不重合，同样产生视差。3、望远系统的视差无限远物体经物镜的成象面不和分划板刻线面重合时，眼睛垂直 光轴移动，贝S观察到象点和分划板上不同点重点（错位）。（1）引起瞄准误差（物方）（2）光轴上象点和分划板中心的视度不同或说成象面和分划板面视度不同（象方）SD 象=0SD分 =1 L4、望远系统的视差表达式（1）用物方瞄准角误差表示（角视差）af物bDaf 目bDf目 f物（弧度）bDf目 f物3438（分）（2）图象方视度差表示（视度视差）SD象=0 SD 分=（以m为单位）（以毫米为单位）SDf目SDb2f目SD

6、 SD分 SD象(b2 bi) b 1000b(3) 角视差和视变视差的关系物 f俪,2目29D o f Lf物f目3438 D0.29D5、望远系统视差的给定(1) 应指明对哪两个标记消视差，望远系统一般是对物镜焦平 面和分划板刻线消视差(2) 应指明视场中哪一部分消视差，视场中心还是边缘，一般 指中心(3) 视差引起的瞄准角误差应小于总的瞄准误差瞄准、观察仪器一般用角视差给出系统高精度、大倍率系统1般瞄准系统2般观察系统3般准直系统4 8体视仪器一般以视度视差给出Dmm122334455以上SD、视差的测量1、检验角视差的方法c f 0（弧）fo （分）34380.00029 f0 （分）

7、如果平行光管双刻线为准，眼睛摆动时，分划刻线和眼睛移动方 向一到说明它位于双刻线后，反之为前。测量精度:1.5 32、检验视度视差的方法1）用普通视度筒检验（1）视度筒根据测量者调好视度（2）视测系统视度规零（3）分别测无限远物体的象和分划板的视度，两视度之差即为视度视差。2）用半透镜视度角检验3）用主体视差仪检验体视效应当胶合棱镜位于中间位置，如上图所示，两狭缝均按 光轴上光 线，此时无论在无视差，平行光管分划板的象和被测系统标记重合。当棱镜上移时，如无视差，视场不会变化，但有视差时，如色笔 所示。直体视效应棱镜下移，情况相反例1用可调前置镜法调棱平行光管，已知 f=550mmD/f=1/1

8、0,f0=1200mm,Df 0=1/10,f 目=25mm,选何种方法调焦，求调焦误差。（0.56 ,1,0.25,d 2mm, D 1.146）解:1、清晰度法SD10.29、23 D）A2（）2（V0I6）20.000156（屈 光度）48 553 55SD1 0.580.000249（屈 光度）例2、用自准直法调校平行光管，已知f=550mm，f右,反射镜口径D=100mm f目=25mm选何种方法调焦，调焦误差。SD6（0.292）26 D ）A2乎译葺）2（匕;0.000199（140）6 . 22 553 55解：525502公,D 222.5mm1、清晰度法2、消视差法SD.6

9、0.580.0000815例3、用光学球径仪测一凹面曲率半径，已知显微镜NA二，物10x,f目=,被测件D=50,250 mm,面形误差 N=4,误差R1 0.002mm。解:n ys inv=nsinvysinv=上NA出y物Dsinvf目 NA物025目1015625039mm物目 10 二5160目 15625 4-3剪切干涉法测波象差、概述 1、干涉条件：频率相同、位相差恒定，振动方向相同2、产生干涉的方法1）波前分割法bc -,0, d光源尺寸受限制，干涉条纹亮度小。2） 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。所以实用的干涉测量装置均采用振幅分割法

10、。3、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。4、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，分为二、横向剪切干涉测量原理1、横向剪切的产生1）平面波2）球面波2、光源尺寸采用振幅分割法，由于剪切,0，故光源尺寸受限制dbss,bs -(球面波)l s平面波时bss3、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、象散的波面数字表达示W,y)=A(x 2W,y)=By(x +y)+y2)2+By(x+y2)+c(x 2+3y2) 1）球差（初级）W,y)=A(x2+y

11、2)2wW(x s,y)sx3)初级慧差4A(x2y2)x s Nx 的三次曲线ww(x s,y)sx2BxyNx以x,y轴为渐进线wW(x,y s)syB(x23y2)sNy的双曲线3）初级象散W,y)=c(x 2+3y2)wW(x s,y)sx2cxNxwW(x,y s)sy6cyNy4）平行引起的波差（焦点向x,y方向离焦）5）移斜引起的波差wx Fx Nx wy Fy N y6）离焦引起的波差 三、由剪切干涉圆求原始波面1、一维剪切干圆的图解分析法1）原理w(x)1点xw(x) w( x s)s, w(s)w(S)2点 x 2s,W(2s)W2s)-W(s)3点 x3s, W(3s)W(3s) -W(2s)令 W(0)0, 则 W(s)W(s)W(ks)W(s)W( 2s)W(ks)kW(is)i12）无倾斜波面的干涉条纹0 123 45678910W(x)010-10W(x-s)0-10-10 W(s) =Wx) -W(ix-s)一W(ks)010-103）有倾斜波面波差0 123 45678910w(x)