光學(xué)加工基礎(chǔ)資料2

1、第九章 用標(biāo)準(zhǔn)的棱鏡和平面干涉儀復(fù)制棱鏡角度第九章 用標(biāo)準(zhǔn)的棱鏡和平面干涉儀復(fù)制棱鏡角度第九章 用標(biāo)準(zhǔn)的棱鏡和平面干涉儀復(fù)制棱鏡角度早期泰曼討論過用泰曼格林（TwymanGreen）干涉儀來比較測量棱鏡的角度。棱鏡的角度復(fù)制是用光膠在棱鏡拋光參政面上的標(biāo)準(zhǔn)角度棱鏡按干涉計量的法來實(shí)現(xiàn)的。平面干涉儀是一種改進(jìn)型的菲索干涉儀，采用小功率激光器（0.3mv）或舌簧式水銀燈作光源。激光照明可以使干涉圖投影在毛玻璃上，而汞燈照明只能用肉眼觀察干涉圖。激光使棱鏡表面與光膠上的標(biāo)準(zhǔn)棱鏡表面相距幾個厘米時仍能觀察到干涉圖。本文討論了制造典型棱鏡的某些基本光學(xué)工序，例如具有幾個大而不等角度的五角棱鏡；討論了用平

2、面干涉儀干涉比較測量法檢驗(yàn)典型棱鏡并用標(biāo)準(zhǔn)角度棱鏡在五角棱鏡上復(fù)制玻璃角；對其它光學(xué)檢驗(yàn)方法也作了討論。平面干涉儀的設(shè)計平面干涉儀的典型設(shè)計之一是用一塊平凸透鏡作物鏡，透鏡的平面起光學(xué)平晶作用，用激光作照明光源時凸面為球面，用水銀燈作光源時凸面則為雙曲面。0.707非球面并不困難它用刀口儀或者用每毫米條線的羅契光柵作零位檢測并拋 修實(shí)質(zhì)上，這就是制造卡塞格林望遠(yuǎn)鏡的雙曲面副鏡時的諾曼（Norman）光學(xué)（對f/6.0102mm153mm）ULEVit）零膨脹系數(shù)的玻璃陶瓷（見圖9.。第頁9.1第頁F/6.0組，另一塊元件是楔形平面板，它的第一面作為標(biāo)準(zhǔn)平面（十分之一光圈面形成楔角；使系統(tǒng)內(nèi)部的

3、雜散光線反射到系統(tǒng)的外面。在兩種設(shè)計的平面干涉儀中都采用了一塊小的平面反射鏡轉(zhuǎn)折光路，以保證 結(jié)構(gòu)緊湊。大視場目鏡用于找到兩個象點(diǎn)，兩個象點(diǎn)垂合時就形成了干涉圖。當(dāng) 然，從光路中旋出目鏡以后可以觀察到投影的干涉圖。用激光光源照明時，在目 鏡內(nèi)必須裝上密度足夠的中性濾光片。用一個附加的裝置作檢測棱鏡的傾斜工作 例如拋光時，標(biāo)準(zhǔn)棱鏡光膠脫開了，就必須重新光膠到五棱鏡表面上，以重新建 立干涉比較裝置。這似乎不太可能，但是確實(shí)可以實(shí)現(xiàn)。光學(xué)車間里平面干涉儀在許多用途，例如，檢測光楔的平行性、平面的面形質(zhì)量和泰曼佩里法檢測玻璃的均勻性、棱鏡角度的復(fù)制及標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)的厚度檢查等。用這種干涉儀檢驗(yàn)時零件時因?yàn)閽?/p>

4、光表面與光學(xué)平面不接觸，不會使拋光表面擦出劃痕。加州的西柯韋納戴維森制造了直徑為412in（4.。標(biāo)準(zhǔn)角度棱鏡BSC2BK7。最主要的22.530456090，這些角度根據(jù)道威重疊法可以在光學(xué)平面上用三角棱鏡進(jìn)行干涉檢驗(yàn)。最為廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)角度棱鏡之一是4590方法，這些棱鏡易于制造。標(biāo)準(zhǔn)棱鏡的側(cè)面磨成毛面，倒去全部棱邊和三面角，第頁倒邊寬度為 1mm。棱鏡的底面長度未加限制，但是易于加工的理想尺寸為1in。標(biāo)準(zhǔn)棱鏡拋光后，棱鏡的最后形狀就形成了。倒大邊并倒去三面角后，光膠與加固工作就易于實(shí)現(xiàn)。如果這些棱鏡象直角棱鏡那樣制造，則標(biāo)準(zhǔn)棱鏡的所有反射面都應(yīng)具有精密905角度并且用道威法作干涉測量。

5、道威的超精測量法歸結(jié)到一點(diǎn)：必須用棱鏡的水平面調(diào)出安裝在光學(xué)平面上的標(biāo)準(zhǔn)棱鏡條紋，因而棱鏡的垂直面必須和光學(xué)平面正交。為了提高兩個拋光面（一個在被檢棱鏡上，一個在標(biāo)準(zhǔn)棱鏡上）相干條紋的對比度，標(biāo)準(zhǔn)棱鏡不應(yīng)鍍鋁。棱鏡的制造標(biāo)準(zhǔn)直角棱鏡的檢測方法可以應(yīng)用于許多類型的棱鏡，例如別漢棱鏡、普羅45 角面是很重要的，因?yàn)楣饴吩谠撁姘l(fā)生兩次反射。在討論中假定某些基本知識已經(jīng)知道，例如，五角棱鏡的最后形狀，所有尺寸必須加工到上公差，必須用同一參考面修磨所有角度，用精密量角器和精密90酮中清洗，然后再在洗滌劑及水溶液中清洗。按第六章所介紹的辦法將洗凈的棱鏡放在三只用蠟?zāi)z粘的尼龍球上。將?。?.5mm）而精密的

6、鍍鋁平行平面板濕貼到棱鏡的磨砂面上，使之具有反射性。這第頁些內(nèi)容大部分在第六章中已討論過。光膠法在本章中并未涉及（見附錄 9。光膠的要點(diǎn)是要充分注意清潔，操作必須在無塵區(qū)內(nèi)完成。用丙酮和清洗的亞麻布兩次清擦棱鏡以后，還需要幾種在市場上可以買到的抗靜電液體清潔之45并要做一次光膠。光膠時注意出現(xiàn)的條紋，將棱鏡慢慢地向中心移動，直到準(zhǔn)直管中的象接近重合時再壓緊棱鏡，噴射一點(diǎn)丙酮使光膠更為牢固。標(biāo)準(zhǔn)棱鏡的四周倒角處涂以蟲膠漆。這樣做雖然是困難的，但是做幾次以后就容易掌握了。使光膠的標(biāo)準(zhǔn)直角棱鏡的 45 度反射角面調(diào)整到與五角棱鏡的 45 度面平行，如圖 9.2 所示。利用干涉圖樣使五角棱鏡的一個面一

7、直保持近似平行。準(zhǔn)直管中垂直線所顯示的幾分的角度分離量可在以后修磨。這里要求標(biāo)準(zhǔn)直角棱鏡光膠得盡可能牢固。拆光膠是容易的：首先用丙酮清洗掉蟲膠漆，再用一根桔樹劈尖棒在標(biāo)準(zhǔn)直角棱鏡的大倒邊處撬一下就可脫膠。注意條紋將從棱鏡上逐步消失。較牢固的光膠用一只小的本生燈（一種煤氣燈）緩緩加熱標(biāo)準(zhǔn)棱鏡而拆開光膠。當(dāng)棱鏡拆開時，可以聽到清脆的“劈啪”一聲。另外，用買來的剃刀刃撬棱鏡的倒角也是拆開棱鏡的常用方法。459.29.3ab45以交替地旋轉(zhuǎn)，它放在用蠟?zāi)z在一塊舊的鍍鋁平板上的三個尼龍球上，所以是一第頁種精確的方法。研磨上表面之前， 在五角棱鏡表面上濕貼一塊鍍鋁平板，在自準(zhǔn)454590到一個象，則標(biāo)準(zhǔn)棱

8、鏡的兩個側(cè)面是互相平行的。在任何情況下，總是應(yīng)該用棱鏡的參考面。細(xì)磨時經(jīng)常需要用五角棱鏡上的一個加壓點(diǎn)同時修磨五角棱鏡的兩個角度。按五角棱鏡要求的方向加壓，使準(zhǔn)直管串的象重合在一起。細(xì)磨時棱鏡9.3 所示，當(dāng)用自準(zhǔn)直儀的兩種測量方法所獲得的象均已重合時，則五角棱鏡可以拋光了。注意研磨表面應(yīng)該凹1295，在單色光下觀察條紋。整個裝置必須保持在人眼的水平線上，用這種方法觀察到的光圈數(shù)可以放大幾倍。45經(jīng)加工很好，則所有準(zhǔn)直測量的象均重合。角度誤差很容易通過拋光來修正，而且兩個棱鏡間的角度可用平面干涉儀的干涉測量法復(fù)制。9.3平面干涉儀的使用第頁451cm 處。在目鏡中找到兩個象，當(dāng)兩象重合時就形成

9、干涉圖。再旋出目鏡直接觀察干涉圖。然后調(diào)整傾斜工作臺，使標(biāo)2.5mm 表面上產(chǎn)生三條干涉條紋。如果在直角標(biāo)準(zhǔn)棱鏡和五角棱鏡上都觀察到等距、直的平行條紋，表示兩個表面已復(fù)制成功。然而大多數(shù)的情況是兩個被檢平面中的一個有互相平行的直條紋，而另一個平面將觀察到與標(biāo)準(zhǔn)直角棱的平行條紋傾斜的條紋。兩個平面上的條紋斜度可以有一些變化。條紋的斜度與數(shù)目表示出五角棱鏡的角度誤差是銳角（負(fù)）或鈍角（正9.4180 度。而且必須始終在兩個平面上檢查該跑出點(diǎn)， 即與五角棱鏡成直角的平面（見圖9.4。在圖9.4中畫了一個圓，并用四個象限來表示五角棱鏡的條紋跑出區(qū)。用標(biāo)準(zhǔn)棱鏡在兩個平面中觀察跑出點(diǎn)，將低區(qū)標(biāo)180（見圖

10、9.在棱鏡的最高區(qū)施加壓力。用平面干涉儀可以明顯地檢驗(yàn)出玻璃表面的缺陷，例如，象散、柱形差和塌邊，當(dāng)拋光棱鏡表面獲得優(yōu)于八分之一光圈并在五角棱鏡和標(biāo)準(zhǔn)直角棱鏡上出現(xiàn)等距、平行的直條紋時，則該表面加工完畢。9.4用同樣的方法拋光第二面及修正角度，拋光時用加壓法來確定五角棱鏡的最第頁高區(qū)，這里大多用干涉檢測法復(fù)制角度。在實(shí)現(xiàn)用一些標(biāo)準(zhǔn)角度棱鏡高速批量生產(chǎn)五角棱鏡和其它棱鏡之前必須具有一些經(jīng)驗(yàn)。這里不可能闡述角度誤差所引起的斜條紋的各種變化。這個方法在許多方面類似用已知高度的塊規(guī)來計量未知的高度，與塊規(guī)的差別是必須找到標(biāo)準(zhǔn)塊的光膠面，在這種情況下標(biāo)準(zhǔn)角度棱鏡光膠有被加工棱鏡參考面上。對被加工棱鏡誤差

11、的粗略估計是在50mm 大小的棱鏡表面上的一條條紋等于 1角度誤差。690 度入射面和出射面的研磨與拋光在五角棱鏡參考面上再次光膠標(biāo)準(zhǔn)棱鏡之前，五角棱鏡的一個9090909022.55）放在用蠟粘22.5標(biāo)準(zhǔn)角表面并得到較好的反射象。準(zhǔn)直管應(yīng)該嚴(yán)格固緊并使十字絲對準(zhǔn)反射象。拿下平行平板將五角棱鏡9.5a和b45909.5b9090 49090第頁9 所示方法光膠標(biāo)準(zhǔn)三角棱鏡，有步驟如下：按照9.6a 和b909045（9090 9090（控制尖塔差） 使之確保準(zhǔn)直儀對準(zhǔn)拋光的參考側(cè)面而不是標(biāo)準(zhǔn)棱鏡的側(cè)面。許多標(biāo)準(zhǔn)棱鏡的兩個側(cè)面并不平行。這可以用一張硬紙板遮住光膠在五角棱鏡上的標(biāo)準(zhǔn)直角棱鏡的拋光

12、面來檢驗(yàn)之。9041/88。仿照入射面來加工五角棱鏡的最后一個出射面。按照加工五角棱鏡入射面的方法來粗拋光出射面。在這個拋光階段中，當(dāng)復(fù)制的角度在兩個棱鏡的兩個平面121/4（第頁所有的檢測均在平面干涉儀上進(jìn)行。45 度的一個面和完工的90（見附錄兩根水平線表示角度誤差。圖表示了多重反射象圖形，角度的修正在第七章中已作了討論。磨和拋光，用內(nèi)自準(zhǔn)直檢測法使兩象重合（見第七章。注意：用自準(zhǔn)直法檢驗(yàn)五角棱鏡時，不能使標(biāo)準(zhǔn)直角棱鏡脫膠。因?yàn)?，這時一般要用拋光修正。拋光過程中用平面干涉儀作干涉檢測和對五角棱鏡作自準(zhǔn)直檢測，直到達(dá)完善的拋光和反射角的象重合為止。當(dāng)然，自準(zhǔn)直象重合時，五角棱鏡的角度復(fù)制就不需要了。此時拋光的面形質(zhì)量可以達(dá)到小于 1 個光圈及凸的面形。因?yàn)檎凵渎实奈⑿〔町?，要達(dá)到最好的性能需要在高區(qū)作局部區(qū)域的修拋（見附錄 8程差（OPD。同時應(yīng)注意，過多地修拋五角棱鏡會引