望遠(yuǎn)鏡視度 光學(xué)測(cè)量.doc

第四章 望遠(yuǎn)系統(tǒng)視度、視差檢驗(yàn)4-1望遠(yuǎn)系統(tǒng)視度檢驗(yàn)一、 視度的概念1、 人眼的視度正常眼遠(yuǎn)視眼近視眼以上均以放松狀態(tài)下的視度，稱為遠(yuǎn)點(diǎn)視度。2、 人眼的調(diào)節(jié)視度與年齡有關(guān)，見(jiàn)表101520253035404550-14-12-10-7.8-7.0-5.5-4.5-3.5-2.5SD明=SD遠(yuǎn)+SD調(diào) SD近=SD遠(yuǎn)+SD調(diào)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(diào)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(huì)聚和使散程度1、 望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視度1） 有分劃板2） 無(wú)分劃板2、 望遠(yuǎn)鏡移動(dòng)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(guò)與公公差1） 可調(diào)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(yàn)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(shù)數(shù)據(jù)視放大倍率視場(chǎng)物鏡焦距視度刻度值范圍格值4x12780.082.50.256x830124.642.50.252） 方法（1） 調(diào)節(jié)視度簡(jiǎn)日鏡，使分劃板最清楚（2） 被測(cè)系統(tǒng)視度規(guī)零（3） 將被測(cè)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(cè)系統(tǒng)出 基本重合（4） 移動(dòng)視度筒物體，使被測(cè)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(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)的，在于行光入射的條件下使用，如偏離較大，象質(zhì)明顯變壞，故普通視度筒測(cè)量范圍為1.52.5。對(duì)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(cè)得 SDs視度透鏡的光焦度 可見(jiàn)，如被測(cè)系統(tǒng)視度較大，用普通視度筒量稱不夠時(shí)，可用一塊和被測(cè)視度符號(hào)相反的視度透鏡抵消一部分視度，然后用普通視度筒測(cè)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(cè)量誤差。3、半透鏡視度筒4-2 望遠(yuǎn)系統(tǒng)視差檢驗(yàn)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(dāng)我們觀察位于眼瞳視軸上兩個(gè)物點(diǎn)式象差時(shí)，若它們距眼瞳的距離不等，則當(dāng)眼睛垂直于視軸移動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩物點(diǎn)式象差間有錯(cuò)位，這種現(xiàn)象中視差。產(chǎn)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(xué)儀器的視差光學(xué)儀器中，若成象面和分劃板刻線面不重合，同樣產(chǎn)生視差。3、 望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視差無(wú)限遠(yuǎn)物體經(jīng)物鏡的成象面不和分劃板刻線面重合時(shí)，眼睛垂直光軸移動(dòng)，則觀察到象點(diǎn)和分劃板上不同點(diǎn)重點(diǎn)（錯(cuò)位） 。（1） 引起瞄準(zhǔn)誤差（物方）（2） 光軸上象點(diǎn)和分劃板中心的視度不同或說(shuō)成象面和分劃板面視度不同（象方）SD象=0SD分=4、 望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視差表達(dá)式（1） 用物方瞄準(zhǔn)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(guān)系5、 望遠(yuǎn)系統(tǒng)視差的給定（1） 應(yīng)指明對(duì)哪兩個(gè)標(biāo)記消視差，望遠(yuǎn)系統(tǒng)一般是對(duì)物鏡焦平面和分劃板刻線消視差（2） 應(yīng)指明視場(chǎng)中哪一部分消視差，視場(chǎng)中心還是邊緣，一般指中心（3） 視差引起的瞄準(zhǔn)角誤差應(yīng)小于總的瞄準(zhǔn)誤差瞄準(zhǔn)、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(zhǔn)系統(tǒng)2一般觀察系統(tǒng)3一般準(zhǔn)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(cè)量1、 檢驗(yàn)角視差的方法如果平行光管雙刻線為準(zhǔn)，眼睛擺動(dòng)時(shí)，分劃刻線和眼睛移動(dòng)方向一到說(shuō)明它位于雙刻線后，反之為前。測(cè)量精度：2、 檢驗(yàn)視度視差的方法1） 用普通視度筒檢驗(yàn)（1） 視度筒根據(jù)測(cè)量者調(diào)好視度（2） 視測(cè)系統(tǒng)視度規(guī)零（3） 分別測(cè)無(wú)限遠(yuǎn)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(yàn)3） 用主體視差儀檢驗(yàn) 體視效應(yīng) =當(dāng)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(shí)無(wú)論在無(wú)視差，平行光管分劃板的象和被測(cè)系統(tǒng)標(biāo)記重合。當(dāng)棱鏡上移時(shí)，如無(wú)視差，視場(chǎng)不會(huì)變化，但有視差時(shí)，如色筆所示。 直體視效應(yīng)棱鏡下移，情況相反例1：用可調(diào)前置鏡法調(diào)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(diào)焦，求調(diào)焦誤差。 解：1、清晰度法 2、消視差法例2、用自準(zhǔn)直法調(diào)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(diào)焦，調(diào)焦誤差。解：1、 清晰度法2、消視差法例3、用光學(xué)球徑儀測(cè)一凹面曲率半徑，已知顯微鏡NA=0.25,f目=15.625mm,被測(cè)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(cè)波象差一、 概述1、 干涉條件：頻率相同、位相差恒定，振動(dòng)方向相同2、 產(chǎn)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(kuò)展光源，干涉條紋亮度大。所以實(shí)用的干涉測(cè)量裝置均采用振幅分割法。3、 一般干涉裝置均需一標(biāo)準(zhǔn)波面，即參考反射鏡、被測(cè)件尺寸大小，參考反射鏡尺寸也大，干涉儀結(jié)構(gòu)龐大。4、 剪切干涉儀于20世紀(jì)40年代提出，用波面錯(cuò)位產(chǎn)生干涉條紋，可不用參考波面，分為二、 橫向剪切干涉測(cè)量原理1、 橫向剪切的產(chǎn)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(jí)球差、慧差、象散的波面數(shù)字表達(dá)示W(wǎng)(x,y)=A(x2+y2)2+By(X2+y2)+c(x2+3y2)1) 球差（初級(jí)）W(x,y)=A(x2+y2)2 x的三次曲線3） 初級(jí)慧差W(x,y)=By(x2+y2) 以x,y軸為漸進(jìn)線 的雙曲線3）初級(jí)象散W(x,y)=c(x2+3y2) 4） 平行引起的波差（焦點(diǎn)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(wú)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