望遠鏡視度 光學測量.doc

第四章 望遠系統(tǒng)視度、視差檢驗4-1望遠系統(tǒng)視度檢驗一、 視度的概念1、 人眼的視度正常眼遠視眼近視眼以上均以放松狀態(tài)下的視度，稱為遠點視度。2、 人眼的調節(jié)視度與年齡有關，見表101520253035404550-14-12-10-7.8-7.0-5.5-4.5-3.5-2.5SD明=SD遠+SD調 SD近=SD遠+SD調正常眼，年齡40SD明=0+（-4.5）=-4.5近視眼，年齡40（200度）SD明=-2+（-4.5）=-6.53、 視度的單位（虛光度）SD=1/L米（L以米為單位）SD=1000/L(mm)（L以毫米為單位）200度近視鏡SD=1/0.5=24、 人眼不用調節(jié)可看清朝米以外物體為0.2屈光度二、 目視儀器的視度目鏡出射光束的會聚和使散程度1、 望遠系統(tǒng)的視度1） 有分劃板2） 無分劃板2、 望遠鏡移動量與視度bl=-f目2b=-= -f目2SD（f目以m為單位）b=-SD （f以mm為單位）3、 公稱尺過與公公差1） 可調視度公稱尺寸：0.5（屆光度）公差：零視度0.5 其它視度：D3mm 0.5 D 3mm 12)固定視度公稱尺寸 -0.5-1公差 0.5三、 視度檢驗1、 普通視度筒（1.52.5）1） 原理xx=-f2-x-f+x=-l+cx=l+f-c+xx=-=普通視度角技術數(shù)據(jù)視放大倍率視場物鏡焦距視度刻度值范圍格值4x12780.082.50.256x830124.642.50.252） 方法（1） 調節(jié)視度簡日鏡，使分劃板最清楚（2） 被測系統(tǒng)視度規(guī)零（3） 將被測系統(tǒng)放在平行光管前，光軸基本重合，將視度筒物鏡和被測系統(tǒng)出 基本重合（4） 移動視度筒物體，使被測系統(tǒng)及平行光管 劃板象重合（5） 看視度筒視度刻度是否為零（6） 其它視度同樣3） 誤差分析（1） 清晰度法(2)清視差法D1T1.5234564X0.420.250.130.080.060.046X0.110.090.050.032、大量程視度角 6.57.5 由于視度角的物鏡是按望遠鏡設計的，在于行光入射的條件下使用，如偏離較大，象質明顯變壞，故普通視度筒測量范圍為1.52.5。對于要求5屈光度的儀器，量程不夠，采用大量程視度角。原理 SD-SD=SDs SD=SD-SDsSD由普通視度筒測得 SDs視度透鏡的光焦度 可見，如被測系統(tǒng)視度較大，用普通視度筒量稱不夠時，可用一塊和被測視度符號相反的視度透鏡抵消一部分視度，然后用普通視度筒測量。大量稱視度筒共十塊，視度值分別為：SDs=視度透鏡盡量和出瞳重合，且和普通視度 盡量靠近，以減小測量誤差。3、半透鏡視度筒4-2 望遠系統(tǒng)視差檢驗一、 視差的概念1、 視差的形成及定義例：電流表、郵局里的稱帶反射鏡的電流表定義：當我們觀察位于眼瞳視軸上兩個物點式象差時，若它們距眼瞳的距離不等，則當眼睛垂直于視軸移動時，會出現(xiàn)兩物點式象差間有錯位，這種現(xiàn)象中視差。產生視差的充分必要條件是b0,D=0，消除方法是b=0或D=0。2、 光學儀器的視差光學儀器中，若成象面和分劃板刻線面不重合，同樣產生視差。3、 望遠系統(tǒng)的視差無限遠物體經物鏡的成象面不和分劃板刻線面重合時，眼睛垂直光軸移動，則觀察到象點和分劃板上不同點重點（錯位） 。（1） 引起瞄準誤差（物方）（2） 光軸上象點和分劃板中心的視度不同或說成象面和分劃板面視度不同（象方）SD象=0SD分=4、 望遠系統(tǒng)的視差表達式（1） 用物方瞄準角誤差表示（角視差）（2） 圖象方視度差表示（視度視差） SD象=0 SD分= SD象= （3） 角視差和視變視差的關系5、 望遠系統(tǒng)視差的給定（1） 應指明對哪兩個標記消視差，望遠系統(tǒng)一般是對物鏡焦平面和分劃板刻線消視差（2） 應指明視場中哪一部分消視差，視場中心還是邊緣，一般指中心（3） 視差引起的瞄準角誤差應小于總的瞄準誤差瞄準、觀察儀器一般用角視差給出系統(tǒng)高精度、大倍率系統(tǒng)1一般瞄準系統(tǒng)2一般觀察系統(tǒng)3一般準直系統(tǒng)48體視儀器一般以視度視差給出122334455以上0.70.50.40.30.25二、 視差的測量1、 檢驗角視差的方法如果平行光管雙刻線為準，眼睛擺動時，分劃刻線和眼睛移動方向一到說明它位于雙刻線后，反之為前。測量精度：2、 檢驗視度視差的方法1） 用普通視度筒檢驗（1） 視度筒根據(jù)測量者調好視度（2） 視測系統(tǒng)視度規(guī)零（3） 分別測無限遠物體的象和分劃板的視度，兩視度之差即為視度視差。2） 用半透鏡視度角檢驗3） 用主體視差儀檢驗 體視效應 =當膠合棱鏡位于中間位置，如上圖所示，兩狹縫均按 光軸上光線，此時無論在無視差，平行光管分劃板的象和被測系統(tǒng)標記重合。當棱鏡上移時，如無視差，視場不會變化，但有視差時，如色筆所示。 直體視效應棱鏡下移，情況相反例1：用可調前置鏡法調棱平行光管，已知f=550mm D/f=1/10,f0=1200mm,D0/f0=1/10,f目=25mm, 選何種方法調焦，求調焦誤差。 解：1、清晰度法 2、消視差法例2、用自準直法調校平行光管，已知f=550mm,反射鏡口徑D0=100mm，f目=25mm，選何種方法調焦，調焦誤差。解：1、 清晰度法2、消視差法例3、用光學球徑儀測一凹面曲率半徑，已知顯微鏡NA=0.25,f目=15.625mm,被測件D=50，面形誤差N=4， 誤差。解：nysinv=nsinvy sinv=D例44-3 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、 產生干涉的方法1) 波前分割法光源尺寸受限制，干涉條紋亮度小。2） 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準波面，即參考反射鏡、被測件尺寸大小，參考反射鏡尺寸也大，干涉儀結構龐大。4、 剪切干涉儀于20世紀40年代提出，用波面錯位產生干涉條紋，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、象散的波面數(shù)字表達示W(wǎng)(x,y)=A(x2+y2)2+By(X2+y2)+c(x2+3y2)1) 球差（初級）W(x,y)=A(x2+y2)2 x的三次曲線3） 初級慧差W(x,y)=By(x2+y2) 以x,y軸為漸進線 的雙曲線3）初級象散W(x,y)=c(x2+3y2) 4） 平行引起的波差（焦點向x,y方向離焦）5） 移斜引起的波差6） 離焦引起的波差三、 由剪切干涉圓求原始波面1、 一維剪切干圓的圖解分析法1） 原理 w(2s)-w(s) w(3s)-w(2s)令 2） 無傾斜波面的干涉條紋 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10w(x) 0 -0.75 -1 -0.5 -0.25 0 -0.25 -0.5 -1 -0.75 0w(x-s) 0 -0.75 -1 -0.5 -0.25 0 -0.25 -0.5 -1 -0.75 0w(s)=w(x)-w(ix-s)-0.75 -0.25 0.5 0.25 0.25 0.25 -0.25 -0.5 0.25 0.75W(ks) 0 -0.75 -1 -0.5 -0.25 0 -0.25 -0.5 -1 -0.75 03） 有傾斜波面波差 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10w(x) 0 -0.75 -1 -0.5 -0.25 0 -0.25 -0.5 -1 -0.75 0w(x-s) 0 -0.75 -1 -0.5 -0.25 0 -0.25 -0.5 -1 -0.75 0N(x)w(is)=w(ix)-w(ix-s)-0.75 -0.25 0.5 0.25 0.25 0.25 -0.25 -0.5 0.25 0.75Q(x) 0.5 0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0