光學(xué)系統(tǒng)象質(zhì)檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)課件

第五章光學(xué)系統(tǒng)象質(zhì)檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)

第五章光學(xué)系統(tǒng)象質(zhì)檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)1§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)2一.星點(diǎn)檢驗(yàn)原理為克服物體上各點(diǎn)成像后彌散斑的作用，用以各點(diǎn)經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)成像，觀察其彌散斑，如果有誤差及像差，彌散斑變形，利用人眼對(duì)此變形及亮度的變化，檢驗(yàn)出象差這種方法稱為星點(diǎn)檢驗(yàn)。

§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)hf′U′θ夫朗和斐圓孔衍射圖——艾里斑

黑暗背景上有一個(gè)亮點(diǎn)（對(duì)被檢系統(tǒng)而言，點(diǎn)的幾何像小于彌散斑半徑即可認(rèn)為是一個(gè)點(diǎn)）人很容易區(qū)分光能的變化，如果衍射形狀改變，則更靈敏，可達(dá)十分之一波長(zhǎng)。3一.星點(diǎn)檢驗(yàn)原理§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)hf′U′θ夫朗和斐圓孔位于無(wú)限遠(yuǎn)處的發(fā)光物點(diǎn)經(jīng)過(guò)理想光學(xué)系統(tǒng)成像，在像平面上的光強(qiáng)分布已經(jīng)研究得很清楚——符合物理光學(xué)中的夫朗和斐（Fraunhofer）衍射理論。如果光學(xué)系統(tǒng)的光瞳是圓孔，則所形成的星點(diǎn)像是夫朗和斐型圓孔衍射的結(jié)果，在像平面上點(diǎn)光源像的強(qiáng)度分布可以用下式表示：§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)4位于無(wú)限遠(yuǎn)處的發(fā)光物點(diǎn)經(jīng)過(guò)理想光學(xué)系統(tǒng)成像，在像平面上的光強(qiáng)θI/I0光能分配(%)備注中央亮斑00183.78中央級(jí)大第一暗環(huán)1.220π=3.830.610λ/a00第一極小第一亮環(huán)1.635π=5.140.818λ/a

0.01757.22第一極大第二暗環(huán)2.233π=7.021.116λ/a

00第二極小第二亮環(huán)2.679π=8.421.339λ/a

0.00422.77第二極大第三暗環(huán)3.238π=10.171.619λ/a

00第三極小第三亮環(huán)3.699π=11.621.849λ/a

0.00161.46第三極大第四暗環(huán)4.240π=13.322.120λ/a

00第四極小第四亮環(huán)4.711π=14.802.356λ/a

0.00080.86第四極大§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)5θI/I0光能分配(%)備注中央亮斑00183.78中央級(jí)大§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)二.星點(diǎn)檢驗(yàn)裝置星點(diǎn)檢驗(yàn)裝置示意圖光源星點(diǎn)孔平行光管物鏡被檢物鏡觀察顯微鏡星點(diǎn)像聚光鏡導(dǎo)軌U′Umax6§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)二.星點(diǎn)檢驗(yàn)裝置星點(diǎn)檢驗(yàn)裝置示意圖光源星§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)7§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)7§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)1.對(duì)平行光管的要求平行光管口徑大于待檢物鏡入瞳直徑徑且物鏡像質(zhì)較好光源選用發(fā)射連續(xù)光譜且亮度大的燈如鎢帶燈，汽車燈泡等，并用聚光鏡照明星孔，以便看清星點(diǎn)象的細(xì)節(jié)。星孔直徑的選擇：為使星點(diǎn)衍射象有好的對(duì)比度和足夠的衍射細(xì)節(jié)，星孔允許的最大角直徑αmin應(yīng)等于待檢物鏡艾里斑第一暗環(huán)的角半徑θ1一半。

8§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)1.對(duì)平行光管的要求8§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)例：如果若不用平行光管則可直接將星點(diǎn)放置于距物鏡前節(jié)點(diǎn)的距離20倍焦距處則待檢物鏡口徑D=70mm焦距，由得

星點(diǎn)大襯度不好、星點(diǎn)小襯度好但太小圖形暗不易觀察9§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)例：如果若不用平行光管則可直接將星點(diǎn)放置§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)2.被檢系統(tǒng)支持部分：能自動(dòng)定心或帶偏心調(diào)整裝置，以保證被測(cè)物鏡和平行光管光軸顯微鏡光軸重合。3.對(duì)觀察顯微鏡的要求：顯微物鏡數(shù)值孔徑：為使待檢物鏡射出的光束全部進(jìn)入觀察顯微鏡，應(yīng)要求顯微物鏡的數(shù)值孔徑等于或大于待檢物鏡的象方孔徑角u′即待檢物鏡D/f′應(yīng)選取的NA消色差顯微物鏡的倍率＜1/50.14×1/5~1/2.50.2510×1/2.5~1/2.40.4025×1/1.4~1/0.80.6540×顯微鏡總放大率：顯微鏡總放大率Γ的選取應(yīng)保證人眼能將星點(diǎn)衍射象的第一、二衍射亮環(huán)分辯開(kāi)。

兩環(huán)在被檢焦面上距離經(jīng)顯微鏡后兩衍射環(huán)像能為人眼鑒別取則取10§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)2.被檢系統(tǒng)支持部分：能自動(dòng)定心或帶偏心§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)若取則平面光學(xué)零件或望遠(yuǎn)鏡用前置鏡接收除對(duì)前置鏡的象質(zhì)有要求外要求入瞳直徑大于望遠(yuǎn)鏡出瞳,與顯微鏡的選擇相似平面零件當(dāng)取λ=0.56μm，α以分為單位，待檢望遠(yuǎn)系統(tǒng)出瞳直徑D′以毫米為單位時(shí)，ГT≥

11§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)若取則平面光學(xué)零件或望遠(yuǎn)鏡用前置鏡接收除§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)三.星點(diǎn)檢驗(yàn)方法與判別★檢驗(yàn)光學(xué)系統(tǒng)的共軸性★檢驗(yàn)球差★檢驗(yàn)彗差★檢驗(yàn)位置色差★檢驗(yàn)象散★檢驗(yàn)其它工藝疵病★定量檢驗(yàn)不同球差時(shí)的星點(diǎn)像不同彗差時(shí)的星點(diǎn)像12§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)三.星點(diǎn)檢驗(yàn)方法與判別不同球差時(shí)的星點(diǎn)像§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)13§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)分辨率測(cè)量的特點(diǎn)：所獲得的有關(guān)被測(cè)系統(tǒng)像質(zhì)的信息量不及星點(diǎn)檢驗(yàn)多；發(fā)現(xiàn)像差和誤差的靈敏度也不如星點(diǎn)檢驗(yàn)高；分辨率能以確定的數(shù)值作為評(píng)價(jià)被測(cè)系統(tǒng)的像質(zhì)的綜合性指標(biāo)——定量測(cè)量；并且不需要多少經(jīng)驗(yàn)就能獲得正確的分辨率值——客觀性；對(duì)于有較大像差的光學(xué)系統(tǒng)，分辨率會(huì)隨像差變化而有較明顯的變化，因而能用分辨率區(qū)分大像差系統(tǒng)間的像質(zhì)差異，這是星點(diǎn)檢驗(yàn)法所不如的；分辨率測(cè)量裝置幾乎和星點(diǎn)檢驗(yàn)一樣簡(jiǎn)單。分辨率測(cè)量仍然是目前生產(chǎn)中檢驗(yàn)一般成像光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量的主要手段之一。14§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)分辨率測(cè)量的特點(diǎn)：14§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

理想系統(tǒng)的理論分辨率數(shù)值——對(duì)非相干光波，兩個(gè)衍射光斑重疊部分的光強(qiáng)度為兩光斑強(qiáng)度之和。σσσIminImaxa)b)c)兩衍射斑中心距不同時(shí)的光強(qiáng)分布曲線和光強(qiáng)對(duì)比度σ三種判據(jù)的部分合光強(qiáng)分布曲線0.735（瑞利）1.118（斯派羅）1.013（道斯）1.0001.045

瑞利判斷：K＝15％,兩衍射斑之間的光強(qiáng)最小值為最大值的73.5％道斯判據(jù)：K＝2.6％,兩衍射斑之間的合光強(qiáng)最小值為1.013最大為1.045斯派羅判據(jù)：K＝0％,兩衍射斑之間的合光強(qiáng)值為1.118

15§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

理想系統(tǒng)瑞利（Rayleigh）認(rèn)為，當(dāng)兩衍射斑中心距正好等于第一暗環(huán)的半徑時(shí)，人眼剛能分辨開(kāi)這兩個(gè)像點(diǎn)，這時(shí)兩衍射斑的中心距為道斯（Dawes）判據(jù)認(rèn)為，人眼剛能分辨兩個(gè)衍射像點(diǎn)的最小中心距為派羅（Sparrow）判據(jù)認(rèn)為，當(dāng)兩個(gè)衍射斑之間的合光強(qiáng)剛好不出現(xiàn)下凹時(shí)為剛可分辨的極限情況，兩衍射斑之間的最小中心距為§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)16瑞利（Rayleigh）認(rèn)為，當(dāng)兩衍射斑中心距正好等于第一暗望遠(yuǎn)系統(tǒng)，由于物體位于無(wú)限遠(yuǎn)，所以用角距離表示剛能分辨的兩點(diǎn)間的最小距離，即以望遠(yuǎn)物鏡后焦面上兩衍射斑的中心距對(duì)物鏡后主點(diǎn)的張角a表示照相系統(tǒng)以像面上剛能分辨的兩衍射斑中心距的倒數(shù)表示分辨率顯微系統(tǒng)則直接以剛能分辨開(kāi)的兩物點(diǎn)間的距離表示分辨率§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)實(shí)際工作中，由于光學(xué)系統(tǒng)種類不同，分辨率的具體表示形式也不同，并通常以道斯判據(jù)給出的分辨率作為光學(xué)系統(tǒng)的目視衍射分辨率(或稱理想分辨率)。實(shí)際工作中，由于光學(xué)系統(tǒng)的種類不同，用途不同，分辨率的具體表示形式也不同：17§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)實(shí)際工作中，由于判據(jù)

瑞利判據(jù)道斯判據(jù)斯派羅判據(jù)望遠(yuǎn)α（rad）照相N（mm-1）顯微ε（mm）§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)不同類型的光學(xué)系統(tǒng)按不同判據(jù)計(jì)算出的理論分辨率見(jiàn)下表

其中D為入瞳直徑（mm）；NA為數(shù)值孔徑；應(yīng)用白光照明時(shí)，取光波長(zhǎng)λ＝0.55×10-3mm

波像差與分辨率關(guān)系可認(rèn)為為理想分辨率18判據(jù)瑞利判據(jù)道斯判據(jù)斯派羅判據(jù)望遠(yuǎn)α（rad）照相§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)以上討論的各類光學(xué)系統(tǒng)的分辨率公式都只適用于視場(chǎng)中心的情況。對(duì)照相系統(tǒng)，由于視場(chǎng)通常較大，除考察視場(chǎng)中心的分辨率外還應(yīng)考察中心以外視場(chǎng)的分辨率。經(jīng)過(guò)推導(dǎo)照相系統(tǒng)軸外分辨率為:100806004020204060ωNt/N,Ns/N(%)Ns/NNt/N理論分辨率隨視場(chǎng)ω變化的曲線可見(jiàn)隨著視場(chǎng)角的增大，子午方向的分辨率比弧矢方向分辨率下降得更快些。19§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)以上討論的各類光學(xué)系統(tǒng)的分辨率公式軸外點(diǎn)理論分辨率與軸上點(diǎn)理論分辨率的關(guān)系MσtCPPωMCσσOu'PPu'f'f'子午面上20軸外點(diǎn)理論分辨率與軸MσtCPPωMCσσOu'PPu'f軸外點(diǎn)理論分辨率與軸上點(diǎn)理論分辨率的關(guān)系MσtCPPωMCσσOu'PPu'f'f'弧矢面上21軸外點(diǎn)理論分辨率與軸MσtCPPωMCσσOu'PPu'f§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.1分辨率圖案要直接用人工方法獲取兩個(gè)非常靠近的非相干點(diǎn)光源作為檢驗(yàn)光學(xué)系統(tǒng)分辨率的目標(biāo)物是比較困難的，因此，通常采用由不同粗細(xì)的黑白線條組成的人工特制圖案或?qū)嵨飿?biāo)本作為目標(biāo)來(lái)檢驗(yàn)光學(xué)系統(tǒng)的分辨率。由于各類光學(xué)系統(tǒng)的用途不同，工作條件不同，要求不同，所以設(shè)計(jì)制作的分辨率圖案在形式上也很不一樣。22§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法23§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.1分辨率圖案ZBN35003-89國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖案例：線條寬度寬度P按等比級(jí)數(shù)規(guī)律依次遞減P＝P0qn-1P0＝160μm；；n＝1～85P84＝1.25μm分組將85種不同寬度的分辨率線條分成七組，通常稱為1號(hào)到7號(hào)板，即A1~A7分辨率板。

每號(hào)分辨率板包含有25種不同寬度的分辨率線條；相鄰兩號(hào)分辨率圖案之間有一部分單元是彼此重復(fù)的；同一寬度的分辨率線條又按四個(gè)不同的方向排列構(gòu)成一個(gè)“單元”輻射狀分辨率圖案塔式分辨率圖案：照相物鏡照相時(shí)的分辨率24§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.2望遠(yuǎn)系統(tǒng)分辨率的測(cè)量在光具座上測(cè)量望遠(yuǎn)系統(tǒng)分辨率時(shí)的光路安排與星點(diǎn)檢驗(yàn)時(shí)類似，只是將星孔板換成分辨率板并增加一毛玻璃而已。光源聚光鏡毛玻璃分辨率板準(zhǔn)直物鏡被測(cè)系統(tǒng)前置鏡測(cè)量望遠(yuǎn)系統(tǒng)分辨率裝置簡(jiǎn)圖25§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.2望遠(yuǎn)系統(tǒng)分辨率的測(cè)量測(cè)量時(shí)，從線條寬度大的單元向線條寬度小的單元順序觀察，找出四個(gè)方向的線條都能分辨開(kāi)的所有單元中單元號(hào)最大的那個(gè)單元（簡(jiǎn)稱剛能分辨的單元）。根據(jù)此單元號(hào)和分辨率板號(hào)，由表查出該單元的線條寬度P（mm），再根據(jù)平行光管的焦距（mm）由下式即可求出被測(cè)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的分辨率

望遠(yuǎn)系統(tǒng)的物鏡為孔徑光闌又為入瞳所以分辨率由物鏡決定目鏡起放大作用設(shè)計(jì)時(shí)只考慮物鏡分辨率。但由于加工裝配，及材料誤差故測(cè)量時(shí)不僅要對(duì)物鏡進(jìn)行單獨(dú)測(cè)量外還要測(cè)定系統(tǒng)的分辨率。26§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)若待檢望遠(yuǎn)鏡存在較大的象差或工藝疵病，除使分辨率有明顯下降外，還使分辨率圖案中的線條象出現(xiàn)特定的變化。由此變化可定性地判別影響象質(zhì)的主要原因。例如：色差會(huì)使分辨率圖案的線條象帶有彩邊，并影響線條邊界銳度；球差引起透明線條象的邊緣有均勻的光暈，使線條象對(duì)比度下降；彗差常使透明線條象形成單向的伸展光暈，嚴(yán)重時(shí)呈尾巴狀；象散的存在，引起分辨率圖案中相互垂直的線條象不能同時(shí)清晰，故觀察顯微鏡需作調(diào)焦，才能分別看清各自方向的線條象。若望遠(yuǎn)鏡裝配不良或某個(gè)鏡片偏心過(guò)大，則線條象的邊緣往往形成暗弱的次生象。望遠(yuǎn)鏡的雜光會(huì)在圖案象的透明背景上形成漫射光，降低線條象的對(duì)比度等。27§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)若待檢望遠(yuǎn)鏡存在較大的象差或工藝疵§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)直接觀察要求：（1）平行光管復(fù)消色，口徑比被測(cè)系統(tǒng)口徑大。（2）人眼極限分辨角1‘~4’為如望遠(yuǎn)系統(tǒng)放大倍率若系統(tǒng)分辨率時(shí)無(wú)法測(cè)量。（3）被測(cè)系統(tǒng)出瞳直徑應(yīng)小于人眼瞳孔直徑否則無(wú)法測(cè)量附加以輔助前置鏡觀察前置鏡的要求與星點(diǎn)檢驗(yàn)是相同入瞳大于被檢儀器的出瞳，出瞳小于人眼瞳孔直徑注意：（1）光軸重合（2）被檢系統(tǒng)目鏡視度為零（3）檢驗(yàn)視場(chǎng)中心分辨率（4）四個(gè)方向均能分清（5）不一定線條分得很開(kāi)只要認(rèn)出四個(gè)方向上的線條數(shù)即可（6）分辨率板均勻照明28§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)直接觀察要求：（1）平行光管復(fù)消色§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)望遠(yuǎn)物鏡柵格狀分辨率板輻射狀分辨率板注意：(1）平行光管物鏡大于被測(cè)物鏡孔徑被測(cè)物鏡盡量靠近平行光管以減小雜光的影響平行光管套一個(gè)比被檢物鏡稍大一點(diǎn)的光闌(2)顯微物鏡數(shù)值孔徑和放大率根據(jù)被測(cè)物鏡相對(duì)孔徑選擇θK22173325443355427759(3)光軸基本重合29§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)望遠(yuǎn)物鏡柵格狀分辨率板輻射狀分辨§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.3照相物鏡目視分辨率測(cè)量在光具座上測(cè)量照相物鏡的目視分辨率時(shí)通常采用目視法；而要測(cè)量照相物鏡的照相分辨率，要考慮感光材料，采用照相法。其裝置圖和轉(zhuǎn)換公式為：式中，fc＇是平行光管的焦距；f＇是被測(cè)物鏡的焦距。

在光具座上測(cè)量照相物鏡分辨率的光路圖ωF′f′F′Δx光源毛玻璃分辨率板準(zhǔn)直物鏡被測(cè)物鏡

顯微鏡30§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨§1-4分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.3照相物鏡目視分辨率測(cè)量測(cè)量軸外點(diǎn)的目視分辨率時(shí)，通常將被測(cè)物鏡的后節(jié)點(diǎn)調(diào)整在物鏡夾持器的轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)物鏡夾持器即可獲得不同視場(chǎng)的斜光束入射，如上圖中虛線所示。為了保證軸上與軸外都在同一像面上進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)物鏡轉(zhuǎn)過(guò)視場(chǎng)角ω時(shí)，觀察顯微鏡必須相應(yīng)地向后移動(dòng)一段距離△x。在光具座上測(cè)量照相物鏡分辨率的光路圖ωF′f′F′Δx光源毛玻璃分辨率板準(zhǔn)直物鏡被測(cè)物鏡

顯微鏡31§1-4分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.3照相物鏡目視分辨率測(cè)量由于分辨率板通過(guò)被測(cè)物鏡后的成像面與其高斯像之間有一傾角ω，而且像的大小隨視場(chǎng)角的增大而增大（不同視場(chǎng)的放大率不同），所以分辨率板上同一單元對(duì)軸上點(diǎn)和軸外點(diǎn)有不同的N值。2P′=αf′子午面內(nèi)物面上的線寬Pt與像面上對(duì)應(yīng)的線寬Pt′的關(guān)系2PtA0B0-fcf′/cosω2Pt′ωααf′32§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)綜合分辨率N照相物鏡的目視分辨率底片的分辨率軸上點(diǎn)分辨率注意事項(xiàng)：（1）平行光管口徑大于被檢物鏡口徑在檢驗(yàn)各視場(chǎng)的分辨率時(shí)應(yīng)保證平行光管的光束充滿被測(cè)物物鏡入瞳。（2）平行光管象質(zhì)盡量好，焦距比被測(cè)物鏡答兩倍以上。（3）顯微鏡的數(shù)值孔徑的選擇a)分辨率高于被檢物鏡的分辨率b)被檢物鏡成像光束能全部進(jìn)入顯微鏡。33§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)綜合分辨率N底片的分辨率軸上點(diǎn)分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)a)在光具座上測(cè)量拍照在測(cè)量顯微鏡上測(cè)底片分辨率用大面積分辨率板拍照影響分辨率的因素目視分辨率底片分辨率沖洗方法34§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)a)在光具座上測(cè)量34一.二次截面法（哈特曼法）測(cè)幾何象差（一）原理

§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)區(qū)域光闌（哈特曼光闌）35一.二次截面法（哈特曼法）測(cè)幾何象差§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)36§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)36§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)軸外球差曲線象散與軸外球差的檢測(cè)37§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)軸外球差曲線象散與軸外球差的檢測(cè)3§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)場(chǎng)曲的檢測(cè)

檢測(cè)某視場(chǎng)角ω下的Sot和Sos的方法，測(cè)出各視場(chǎng)角下的Sot和Sos值后，即可以ω為縱坐標(biāo)，以對(duì)應(yīng)的Sot和Sos為橫坐標(biāo)，作出待測(cè)物鏡的細(xì)光束子午場(chǎng)曲和弧矢場(chǎng)曲曲線在測(cè)不同視場(chǎng)角的斜光束球差曲線過(guò)程中，每次調(diào)節(jié)待檢物鏡軸向位置時(shí)，截面E1和E2應(yīng)與待檢物鏡同步移動(dòng)，以確保測(cè)量基準(zhǔn)面(E1)的統(tǒng)一。

38§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)場(chǎng)曲的檢測(cè)檢測(cè)某視場(chǎng)角§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)5．彗差的檢測(cè)斜光束的子午光線對(duì)和弧矢光線對(duì)，經(jīng)待檢物鏡后的交點(diǎn)到實(shí)際主光線的垂軸距離，分別稱為子午彗差和弧矢彗差。B′為子午光線對(duì)的交點(diǎn)，線段A′B′即表示視場(chǎng)角為ω，入射高度為h時(shí)的子午彗差K′T值。由圖看出，只要分別在E1和E2截面上，測(cè)出入射高度為hn的子午光線對(duì)(或弧矢光線對(duì))與中心光線的對(duì)應(yīng)光斑的中心距a1和a2(或a′1和a′2)，即可求得子午彗差或弧矢彗差以h為縱坐標(biāo)，以K′t或K′s為橫坐標(biāo)，即可作出不同視場(chǎng)角ω下的子午彗差曲線或弧矢彗差曲線。39§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)5．彗差的檢測(cè)斜光束的子午光線對(duì)§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)由于哈特曼法無(wú)法確定理想象高，也無(wú)法確定實(shí)際主光線在理想象平面上的投射高度，故不能檢測(cè)畸變和倍率色差。檢測(cè)過(guò)程中的調(diào)整要點(diǎn)：(1)將小孔光闌校正到平行光管物鏡焦面上；轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)到軸向位置。(2)根據(jù)待檢物鏡的焦距和相對(duì)孔徑選擇合適小孔的哈特曼光闌。以使截面處攔得的光斑清晰、足夠小且有一定數(shù)量。由經(jīng)驗(yàn)，光闌孔直徑的選取一般應(yīng)為待檢物鏡焦距的l／l00～l／400。當(dāng)待檢系統(tǒng)的相對(duì)孔徑較小時(shí)宜取下限，以保證有足夠多的測(cè)量點(diǎn)；反之，宜取上限，以得到邊界盡可能清晰的光斑，并減少檢測(cè)工作量。(3)調(diào)待檢物鏡光軸與平行光管光軸重合。微調(diào)夾持器中的雙偏心環(huán)，并使待檢物鏡繞水平軸旋轉(zhuǎn)，若觀測(cè)顯微鏡中看到的小孔光闌象不再劃圓圈(不動(dòng))，則表明兩光軸已調(diào)重合。(4)確定兩截面的軸向位置，以其攔截的光斑小而清晰為好。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，焦前和焦后截面離開(kāi)焦平面的距離，應(yīng)分別選待檢物鏡焦距的l/7和l/5左右較為合適。(5)在檢測(cè)斜光束象差時(shí)，應(yīng)使待檢物鏡相對(duì)基準(zhǔn)面的軸向位置始終保持不變。40§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)由于哈特曼法無(wú)法確定理想象高，也無(wú)法§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)測(cè)量誤差分析

在同一視場(chǎng)下對(duì)不同的bn1和bn2來(lái)說(shuō)的誤差是相同的，故可不考慮，所以表明41§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)測(cè)量誤差分析

在同一視場(chǎng)下對(duì)不同的b§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)測(cè)量原理簡(jiǎn)單測(cè)多種幾何象差精度較高（比如球差可達(dá)）可直接測(cè)象差曲線和設(shè)計(jì)曲線比較測(cè)量裝置通用性好缺點(diǎn)近軸壓不是直接測(cè)量測(cè)量工作量大不能測(cè)畸變，倍率色差42§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)優(yōu)缺點(diǎn)42§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)焦后：陰影與刀口移動(dòng)方向相反焦后：陰影移動(dòng)方向與刀口相同焦點(diǎn)：同時(shí)變暗43§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)焦后：陰影與刀口移動(dòng)方向相反43§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)二、刀口陰影法檢測(cè)幾何象差44§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)二、刀口陰影法檢測(cè)幾何象差44§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)45§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)45§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)46§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)46§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)檢測(cè)軸向色差使用兩不同的單色光(加相應(yīng)濾色片)，測(cè)出同一帶區(qū)出現(xiàn)刃口環(huán)時(shí)刀口的位置之差，即為該帶區(qū)兩波長(zhǎng)的軸向色差。如若檢測(cè)各個(gè)帶區(qū)的色差，可分別測(cè)得每種單色光的球差曲線，并畫在同一坐際上，兩曲線的橫坐標(biāo)之差即為相應(yīng)各帶區(qū)的軸向色差。濾色片半寬度應(yīng)滿足檢測(cè)色差的需要，且應(yīng)將濾色片放在刀口儀的平行光路中。

47§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)檢測(cè)軸向色差47§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)48§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)48§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)49§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)49§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，多種檢測(cè)適宜和于大口徑零件、系統(tǒng)靈敏度高1/20λ非接觸測(cè)量適于工序檢驗(yàn)缺點(diǎn)大多數(shù)已能定性，不定量凸表面無(wú)法測(cè)量要有經(jīng)驗(yàn)50§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)優(yōu)缺點(diǎn)50§5.4物鏡波象差檢測(cè)

5.4.1泰曼-格林干涉儀檢測(cè)波象差51§5.4物鏡波象差檢測(cè)5.4.1泰曼-格林干涉§5.4物鏡波象差檢測(cè)

向焦外離焦時(shí)W=W1－W2向焦內(nèi)離焦時(shí)，W=W1+W2

52§5.4物鏡波象差檢測(cè)向焦外離焦時(shí)W=W1－W25§5.4物鏡波象差檢測(cè)

因?qū)嶋H待檢物鏡的波象差一般都很小，故當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡的球心與待檢物鏡最佳象點(diǎn)重合時(shí)，干涉條紋很少且不穩(wěn)定，這給準(zhǔn)確判讀干涉條紋帶來(lái)很大困難?？墒骨蛐墓室馄x最佳象點(diǎn)位置，即離焦。離焦后的干涉條紋增多，也較穩(wěn)定。此時(shí)干涉圖表示的波差是實(shí)際待檢波面相對(duì)離焦比較波面的波差W1。為了求出實(shí)際波面相對(duì)最接近波面的波差W，必須求出由離焦引起的波差W2，即離焦比較波面相對(duì)最接近波面間的波差。53§5.4物鏡波象差檢測(cè)因?qū)嶋H待檢物鏡的波象差一般都很§5.4物鏡波象差檢測(cè)

54§5.4物鏡波象差檢測(cè)54§5.4物鏡波象差檢測(cè)

當(dāng)待檢物鏡相對(duì)孔徑不太大時(shí)，由離焦量△S引起的波象差W2為W2與h2成正比。若以W2為橫坐標(biāo)，h2為縱坐標(biāo)，則所得的波象差W2曲線是一條直線，其斜率為就可從干涉圖測(cè)得波象差W1中剔除W2，從而求得波象差W。55§5.4物鏡波象差檢測(cè)當(dāng)待檢物鏡相對(duì)孔徑不太大時(shí)，§5.4物鏡波象差檢測(cè)

測(cè)量前先調(diào)出適當(dāng)數(shù)目的高對(duì)比度的干涉條紋，并移動(dòng)參考反射鏡，使參考光路的光程縮短。根據(jù)增大測(cè)試光路和參考光路的光程差，干涉條紋向干涉級(jí)次低移，減少光程差，干涉條紋向級(jí)次高處移的特點(diǎn)。可判斷待檢波面的形狀。直至全部條紋同時(shí)擴(kuò)大或縮小，再調(diào)球面反射鏡，使條紋對(duì)稱干涉場(chǎng)中心。拍攝離焦干涉圖。量出干涉圖直徑D′，若待檢物鏡的通光口徑為D，則干涉圖的放大率M=D′/D。實(shí)際光線的入射高度h與入瞳處干涉環(huán)半徑r關(guān)系為h=r／M。按相鄰干涉條紋程差變化λ／2，求得離焦干涉圖上各半徑r，的波象差W1值。56§5.4物鏡波象差檢測(cè)測(cè)量前先調(diào)出適當(dāng)數(shù)目的高對(duì)比度§5.4物鏡波象差檢測(cè)

作W1-h2曲線。求W2-h2離焦波差曲線。用兩條平行直線夾W1-h2曲線，改變兩平行線的斜率，至兩平行線的水平間隔最小。過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)作直線，使其平行于兩平行線，該直線即W2-h2曲線。曲線W1-h2對(duì)直線W2-h2的偏差即是待檢透鏡的實(shí)際波差W與h2對(duì)應(yīng)值，再轉(zhuǎn)換為W-h值，即求得波象差曲線。57§5.4物鏡波象差檢測(cè)作W1-h2曲線。57§5.4物鏡波象差檢測(cè)

由干涉圖計(jì)算球差的方法58§5.4物鏡波象差檢測(cè)由干涉圖計(jì)算球差的方法58§5.4物鏡波象差檢測(cè)

5.4.2剪切干涉法檢測(cè)波象差剪切干涉儀的兩束相干光是由待檢波面錯(cuò)位形成的，其光學(xué)通道相同，故對(duì)干涉儀元件的要求較低。同時(shí)，儀器對(duì)震動(dòng)和溫度變化等外界因素不敏感。59§5.4物鏡波象差檢測(cè)5.4.2剪切干涉法檢測(cè)橫向剪切干涉測(cè)量原理60橫向剪切干涉測(cè)量原理60采用振幅分割法，由于剪切，，故光源尺寸受限制ΔW(x，y)=W(x，y)-W(x-s,y)=Nλ

當(dāng)S很小時(shí)，有△W（x，y）==Nλ在出瞳面，一個(gè)僅有初級(jí)象差的波面，對(duì)球心位于高斯象點(diǎn)的球面波的偏差可表示為W(x,y)=A(x2+y2)2+By(x2+y2)+C(x2+3y2)+D(x2+y2)+Ex+Fy

A、B、C、D分別為球差、彗差、象散和離焦系數(shù)；E和F分別為繞y軸、繞x軸的波面傾斜系數(shù)。61采用振幅分割法，由于剪切，，故光1．離焦當(dāng)系統(tǒng)僅存在離焦時(shí)，實(shí)際的波象差可表示為

W(x，y)=D(x2+y2)離焦波面沿x軸橫向剪切干涉的條紋分布ΔW(x，y)=2Dxs=Nλ

一組平行等間隔的直條紋。條紋的方向垂直于x軸，干涉條紋的間隔為e=若D=0，△W(x，y)=0，干涉場(chǎng)呈現(xiàn)均勻一片。621．離焦一組平行等間隔的直條紋。條紋的方向垂直于x軸，干涉條2．傾斜當(dāng)沿y方向的傾斜與離焦同時(shí)存在時(shí)，剪切干涉條紋分布為△W(x，y)=2DSx+Fy=Nλ

平行等間隔的直條紋，斜率tga=-2DS／F。632．傾斜當(dāng)沿y方向的傾斜與離焦同時(shí)存在時(shí)，剪切干涉條紋分布3．初級(jí)球差若被測(cè)物鏡僅存在初級(jí)球差，其沿x方向剪切時(shí)干涉條紋分布為△W(x，y)=S=4A(x2+y2)xS

當(dāng)同時(shí)存在離焦，則其沿x方向剪切時(shí)干涉條紋分布△W(x，y)=4A(x2+y2)xS+2DxS=Nλ

僅有初級(jí)球差的剪切干涉圖是x的三次曲線。若同時(shí)存在初級(jí)球差、離焦和傾斜，則干涉條紋方程

△W(xy)=4A(x2+y2)xS+2DxS+Fy=Nλ當(dāng)D=0時(shí)，x軸附近的干涉條紋可近似寫為△W(x,y)=4Ax3S+Fy=Nλx軸附近的條紋具有“∽”形狀特征，643．初級(jí)球差若被測(cè)物鏡僅存在初級(jí)球差，其沿x方向剪切時(shí)干

4．初級(jí)彗差若被測(cè)物鏡僅存在彗差，則沿x軸方向剪切時(shí)，其條紋分布為△W(x，y)=2ByxS=Nλ這是以x軸和y軸為漸近線的等軸雙曲線型干涉條紋。若同時(shí)存在離焦，則有△W(x，y)=2ByxS+2DxS=Nλ剪切干涉條紋仍為雙曲線，相當(dāng)于原等軸雙曲線條紋沿y向偏移。

654．初級(jí)彗差655.初級(jí)象散沿x軸剪切時(shí)，有初級(jí)象散的干涉條紋分布ΔW(x，y)=2CxS=Nλ當(dāng)沿y軸方向剪切時(shí)，條紋分布為ΔW(x，y)=6CyS=Nλ

僅存在象散時(shí)，得到的是垂直剪切方向的平行等間隔直條紋，且沿子午方向(y向)剪切時(shí)的干涉條紋比沿弧矢方向剪切時(shí)的條紋密些。根據(jù)這一特征可以判別象散的存在。665.初級(jí)象散沿x軸剪切時(shí)，有初級(jí)象散的干涉條紋分布僅存在象當(dāng)象散波面同時(shí)存在離焦時(shí)，其干涉條紋分布為ΔW(x，y)=(2Cx+2Dx)s=Nλ

ΔW(x，y)=(6Cy+2Dy)s=Nλ

而當(dāng)D=－C和D=-3C時(shí)，△W=0，即出現(xiàn)兩個(gè)無(wú)干涉條紋位置，其間距即為象散值。

場(chǎng)曲類似于不同視場(chǎng)情況下的離焦?；兒捅堵噬钍潜硎静煌晥?chǎng)角的主光線位置偏差，故剪切干涉儀不能檢測(cè)這兩種象差。67當(dāng)象散波面同時(shí)存在離焦時(shí)，其干涉條紋分布為67剪切干涉圓求原始波面一維剪切干圓的圖解分析法原理

w(2s)-w(s)

w(3s)-w(2s)

令68剪切干涉圓求原始波面一維剪切干圓的圖解分析法無(wú)傾斜波面的干涉條紋012345678910w(x)0-0.75-1-0.5-0.250-0.25-0.5-1-0.750w(x-s)0-0.75-1-0.5-0.250-0.25-0.5-1-0.750Δw(s)=w(x)-w(ix-s)-0.75-0.250.50.250.25–0.25-0.25-0.50.250.75-0.25W(ks)0-0.75-1-0.5-0.250-0.25-0.5-1-0.75069無(wú)傾斜波面的干涉條紋012345678910w(x)0-0.有傾斜波面波差

012345678910w(x)00.7510.50.2500.250.510.750w(x-s)00.7510.50.2500.250.510.750N(x)Δw(is)=w(ix)-w(ix-s)-0.75-0.250.50.250.25–0.25-0.25-0.50.250.75Q(x) –0.5–0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.5M(x)=N(x)+Q(x)-0.5-1.15-0.550.30.150.25-0.15-0.05-0.20.651.25N(x)=M(x)-Q(x)00.7510.50.2500.250.510.75070有傾斜波面波差012345678910w(x)00.7510第五章光學(xué)系統(tǒng)象質(zhì)檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)

第五章光學(xué)系統(tǒng)象質(zhì)檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)71§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)72一.星點(diǎn)檢驗(yàn)原理為克服物體上各點(diǎn)成像后彌散斑的作用，用以各點(diǎn)經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)成像，觀察其彌散斑，如果有誤差及像差，彌散斑變形，利用人眼對(duì)此變形及亮度的變化，檢驗(yàn)出象差這種方法稱為星點(diǎn)檢驗(yàn)。

§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)hf′U′θ夫朗和斐圓孔衍射圖——艾里斑

黑暗背景上有一個(gè)亮點(diǎn)（對(duì)被檢系統(tǒng)而言，點(diǎn)的幾何像小于彌散斑半徑即可認(rèn)為是一個(gè)點(diǎn)）人很容易區(qū)分光能的變化，如果衍射形狀改變，則更靈敏，可達(dá)十分之一波長(zhǎng)。73一.星點(diǎn)檢驗(yàn)原理§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)hf′U′θ夫朗和斐圓孔位于無(wú)限遠(yuǎn)處的發(fā)光物點(diǎn)經(jīng)過(guò)理想光學(xué)系統(tǒng)成像，在像平面上的光強(qiáng)分布已經(jīng)研究得很清楚——符合物理光學(xué)中的夫朗和斐（Fraunhofer）衍射理論。如果光學(xué)系統(tǒng)的光瞳是圓孔，則所形成的星點(diǎn)像是夫朗和斐型圓孔衍射的結(jié)果，在像平面上點(diǎn)光源像的強(qiáng)度分布可以用下式表示：§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)74位于無(wú)限遠(yuǎn)處的發(fā)光物點(diǎn)經(jīng)過(guò)理想光學(xué)系統(tǒng)成像，在像平面上的光強(qiáng)θI/I0光能分配(%)備注中央亮斑00183.78中央級(jí)大第一暗環(huán)1.220π=3.830.610λ/a00第一極小第一亮環(huán)1.635π=5.140.818λ/a

0.01757.22第一極大第二暗環(huán)2.233π=7.021.116λ/a

00第二極小第二亮環(huán)2.679π=8.421.339λ/a

0.00422.77第二極大第三暗環(huán)3.238π=10.171.619λ/a

00第三極小第三亮環(huán)3.699π=11.621.849λ/a

0.00161.46第三極大第四暗環(huán)4.240π=13.322.120λ/a

00第四極小第四亮環(huán)4.711π=14.802.356λ/a

0.00080.86第四極大§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)75θI/I0光能分配(%)備注中央亮斑00183.78中央級(jí)大§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)二.星點(diǎn)檢驗(yàn)裝置星點(diǎn)檢驗(yàn)裝置示意圖光源星點(diǎn)孔平行光管物鏡被檢物鏡觀察顯微鏡星點(diǎn)像聚光鏡導(dǎo)軌U′Umax76§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)二.星點(diǎn)檢驗(yàn)裝置星點(diǎn)檢驗(yàn)裝置示意圖光源星§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)77§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)7§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)1.對(duì)平行光管的要求平行光管口徑大于待檢物鏡入瞳直徑徑且物鏡像質(zhì)較好光源選用發(fā)射連續(xù)光譜且亮度大的燈如鎢帶燈，汽車燈泡等，并用聚光鏡照明星孔，以便看清星點(diǎn)象的細(xì)節(jié)。星孔直徑的選擇：為使星點(diǎn)衍射象有好的對(duì)比度和足夠的衍射細(xì)節(jié)，星孔允許的最大角直徑αmin應(yīng)等于待檢物鏡艾里斑第一暗環(huán)的角半徑θ1一半。

78§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)1.對(duì)平行光管的要求8§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)例：如果若不用平行光管則可直接將星點(diǎn)放置于距物鏡前節(jié)點(diǎn)的距離20倍焦距處則待檢物鏡口徑D=70mm焦距，由得

星點(diǎn)大襯度不好、星點(diǎn)小襯度好但太小圖形暗不易觀察79§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)例：如果若不用平行光管則可直接將星點(diǎn)放置§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)2.被檢系統(tǒng)支持部分：能自動(dòng)定心或帶偏心調(diào)整裝置，以保證被測(cè)物鏡和平行光管光軸顯微鏡光軸重合。3.對(duì)觀察顯微鏡的要求：顯微物鏡數(shù)值孔徑：為使待檢物鏡射出的光束全部進(jìn)入觀察顯微鏡，應(yīng)要求顯微物鏡的數(shù)值孔徑等于或大于待檢物鏡的象方孔徑角u′即待檢物鏡D/f′應(yīng)選取的NA消色差顯微物鏡的倍率＜1/50.14×1/5~1/2.50.2510×1/2.5~1/2.40.4025×1/1.4~1/0.80.6540×顯微鏡總放大率：顯微鏡總放大率Γ的選取應(yīng)保證人眼能將星點(diǎn)衍射象的第一、二衍射亮環(huán)分辯開(kāi)。

兩環(huán)在被檢焦面上距離經(jīng)顯微鏡后兩衍射環(huán)像能為人眼鑒別取則取80§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)2.被檢系統(tǒng)支持部分：能自動(dòng)定心或帶偏心§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)若取則平面光學(xué)零件或望遠(yuǎn)鏡用前置鏡接收除對(duì)前置鏡的象質(zhì)有要求外要求入瞳直徑大于望遠(yuǎn)鏡出瞳,與顯微鏡的選擇相似平面零件當(dāng)取λ=0.56μm，α以分為單位，待檢望遠(yuǎn)系統(tǒng)出瞳直徑D′以毫米為單位時(shí)，ГT≥

81§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)若取則平面光學(xué)零件或望遠(yuǎn)鏡用前置鏡接收除§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)三.星點(diǎn)檢驗(yàn)方法與判別★檢驗(yàn)光學(xué)系統(tǒng)的共軸性★檢驗(yàn)球差★檢驗(yàn)彗差★檢驗(yàn)位置色差★檢驗(yàn)象散★檢驗(yàn)其它工藝疵病★定量檢驗(yàn)不同球差時(shí)的星點(diǎn)像不同彗差時(shí)的星點(diǎn)像82§5-1星點(diǎn)檢驗(yàn)三.星點(diǎn)檢驗(yàn)方法與判別不同球差時(shí)的星點(diǎn)像§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)83§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)分辨率測(cè)量的特點(diǎn)：所獲得的有關(guān)被測(cè)系統(tǒng)像質(zhì)的信息量不及星點(diǎn)檢驗(yàn)多；發(fā)現(xiàn)像差和誤差的靈敏度也不如星點(diǎn)檢驗(yàn)高；分辨率能以確定的數(shù)值作為評(píng)價(jià)被測(cè)系統(tǒng)的像質(zhì)的綜合性指標(biāo)——定量測(cè)量；并且不需要多少經(jīng)驗(yàn)就能獲得正確的分辨率值——客觀性；對(duì)于有較大像差的光學(xué)系統(tǒng)，分辨率會(huì)隨像差變化而有較明顯的變化，因而能用分辨率區(qū)分大像差系統(tǒng)間的像質(zhì)差異，這是星點(diǎn)檢驗(yàn)法所不如的；分辨率測(cè)量裝置幾乎和星點(diǎn)檢驗(yàn)一樣簡(jiǎn)單。分辨率測(cè)量仍然是目前生產(chǎn)中檢驗(yàn)一般成像光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)量的主要手段之一。84§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)分辨率測(cè)量的特點(diǎn)：14§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

理想系統(tǒng)的理論分辨率數(shù)值——對(duì)非相干光波，兩個(gè)衍射光斑重疊部分的光強(qiáng)度為兩光斑強(qiáng)度之和。σσσIminImaxa)b)c)兩衍射斑中心距不同時(shí)的光強(qiáng)分布曲線和光強(qiáng)對(duì)比度σ三種判據(jù)的部分合光強(qiáng)分布曲線0.735（瑞利）1.118（斯派羅）1.013（道斯）1.0001.045

瑞利判斷：K＝15％,兩衍射斑之間的光強(qiáng)最小值為最大值的73.5％道斯判據(jù)：K＝2.6％,兩衍射斑之間的合光強(qiáng)最小值為1.013最大為1.045斯派羅判據(jù)：K＝0％,兩衍射斑之間的合光強(qiáng)值為1.118

85§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

理想系統(tǒng)瑞利（Rayleigh）認(rèn)為，當(dāng)兩衍射斑中心距正好等于第一暗環(huán)的半徑時(shí)，人眼剛能分辨開(kāi)這兩個(gè)像點(diǎn)，這時(shí)兩衍射斑的中心距為道斯（Dawes）判據(jù)認(rèn)為，人眼剛能分辨兩個(gè)衍射像點(diǎn)的最小中心距為派羅（Sparrow）判據(jù)認(rèn)為，當(dāng)兩個(gè)衍射斑之間的合光強(qiáng)剛好不出現(xiàn)下凹時(shí)為剛可分辨的極限情況，兩衍射斑之間的最小中心距為§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)86瑞利（Rayleigh）認(rèn)為，當(dāng)兩衍射斑中心距正好等于第一暗望遠(yuǎn)系統(tǒng)，由于物體位于無(wú)限遠(yuǎn)，所以用角距離表示剛能分辨的兩點(diǎn)間的最小距離，即以望遠(yuǎn)物鏡后焦面上兩衍射斑的中心距對(duì)物鏡后主點(diǎn)的張角a表示照相系統(tǒng)以像面上剛能分辨的兩衍射斑中心距的倒數(shù)表示分辨率顯微系統(tǒng)則直接以剛能分辨開(kāi)的兩物點(diǎn)間的距離表示分辨率§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)實(shí)際工作中，由于光學(xué)系統(tǒng)種類不同，分辨率的具體表示形式也不同，并通常以道斯判據(jù)給出的分辨率作為光學(xué)系統(tǒng)的目視衍射分辨率(或稱理想分辨率)。實(shí)際工作中，由于光學(xué)系統(tǒng)的種類不同，用途不同，分辨率的具體表示形式也不同：87§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)實(shí)際工作中，由于判據(jù)

瑞利判據(jù)道斯判據(jù)斯派羅判據(jù)望遠(yuǎn)α（rad）照相N（mm-1）顯微ε（mm）§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)不同類型的光學(xué)系統(tǒng)按不同判據(jù)計(jì)算出的理論分辨率見(jiàn)下表

其中D為入瞳直徑（mm）；NA為數(shù)值孔徑；應(yīng)用白光照明時(shí)，取光波長(zhǎng)λ＝0.55×10-3mm

波像差與分辨率關(guān)系可認(rèn)為為理想分辨率88判據(jù)瑞利判據(jù)道斯判據(jù)斯派羅判據(jù)望遠(yuǎn)α（rad）照相§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)以上討論的各類光學(xué)系統(tǒng)的分辨率公式都只適用于視場(chǎng)中心的情況。對(duì)照相系統(tǒng)，由于視場(chǎng)通常較大，除考察視場(chǎng)中心的分辨率外還應(yīng)考察中心以外視場(chǎng)的分辨率。經(jīng)過(guò)推導(dǎo)照相系統(tǒng)軸外分辨率為:100806004020204060ωNt/N,Ns/N(%)Ns/NNt/N理論分辨率隨視場(chǎng)ω變化的曲線可見(jiàn)隨著視場(chǎng)角的增大，子午方向的分辨率比弧矢方向分辨率下降得更快些。89§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)以上討論的各類光學(xué)系統(tǒng)的分辨率公式軸外點(diǎn)理論分辨率與軸上點(diǎn)理論分辨率的關(guān)系MσtCPPωMCσσOu'PPu'f'f'子午面上90軸外點(diǎn)理論分辨率與軸MσtCPPωMCσσOu'PPu'f軸外點(diǎn)理論分辨率與軸上點(diǎn)理論分辨率的關(guān)系MσtCPPωMCσσOu'PPu'f'f'弧矢面上91軸外點(diǎn)理論分辨率與軸MσtCPPωMCσσOu'PPu'f§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.1分辨率圖案要直接用人工方法獲取兩個(gè)非常靠近的非相干點(diǎn)光源作為檢驗(yàn)光學(xué)系統(tǒng)分辨率的目標(biāo)物是比較困難的，因此，通常采用由不同粗細(xì)的黑白線條組成的人工特制圖案或?qū)嵨飿?biāo)本作為目標(biāo)來(lái)檢驗(yàn)光學(xué)系統(tǒng)的分辨率。由于各類光學(xué)系統(tǒng)的用途不同，工作條件不同，要求不同，所以設(shè)計(jì)制作的分辨率圖案在形式上也很不一樣。92§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法93§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.1分辨率圖案ZBN35003-89國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖案例：線條寬度寬度P按等比級(jí)數(shù)規(guī)律依次遞減P＝P0qn-1P0＝160μm；；n＝1～85P84＝1.25μm分組將85種不同寬度的分辨率線條分成七組，通常稱為1號(hào)到7號(hào)板，即A1~A7分辨率板。

每號(hào)分辨率板包含有25種不同寬度的分辨率線條；相鄰兩號(hào)分辨率圖案之間有一部分單元是彼此重復(fù)的；同一寬度的分辨率線條又按四個(gè)不同的方向排列構(gòu)成一個(gè)“單元”輻射狀分辨率圖案塔式分辨率圖案：照相物鏡照相時(shí)的分辨率94§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.2望遠(yuǎn)系統(tǒng)分辨率的測(cè)量在光具座上測(cè)量望遠(yuǎn)系統(tǒng)分辨率時(shí)的光路安排與星點(diǎn)檢驗(yàn)時(shí)類似，只是將星孔板換成分辨率板并增加一毛玻璃而已。光源聚光鏡毛玻璃分辨率板準(zhǔn)直物鏡被測(cè)系統(tǒng)前置鏡測(cè)量望遠(yuǎn)系統(tǒng)分辨率裝置簡(jiǎn)圖95§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.2望遠(yuǎn)系統(tǒng)分辨率的測(cè)量測(cè)量時(shí)，從線條寬度大的單元向線條寬度小的單元順序觀察，找出四個(gè)方向的線條都能分辨開(kāi)的所有單元中單元號(hào)最大的那個(gè)單元（簡(jiǎn)稱剛能分辨的單元）。根據(jù)此單元號(hào)和分辨率板號(hào)，由表查出該單元的線條寬度P（mm），再根據(jù)平行光管的焦距（mm）由下式即可求出被測(cè)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的分辨率

望遠(yuǎn)系統(tǒng)的物鏡為孔徑光闌又為入瞳所以分辨率由物鏡決定目鏡起放大作用設(shè)計(jì)時(shí)只考慮物鏡分辨率。但由于加工裝配，及材料誤差故測(cè)量時(shí)不僅要對(duì)物鏡進(jìn)行單獨(dú)測(cè)量外還要測(cè)定系統(tǒng)的分辨率。96§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)若待檢望遠(yuǎn)鏡存在較大的象差或工藝疵病，除使分辨率有明顯下降外，還使分辨率圖案中的線條象出現(xiàn)特定的變化。由此變化可定性地判別影響象質(zhì)的主要原因。例如：色差會(huì)使分辨率圖案的線條象帶有彩邊，并影響線條邊界銳度；球差引起透明線條象的邊緣有均勻的光暈，使線條象對(duì)比度下降；彗差常使透明線條象形成單向的伸展光暈，嚴(yán)重時(shí)呈尾巴狀；象散的存在，引起分辨率圖案中相互垂直的線條象不能同時(shí)清晰，故觀察顯微鏡需作調(diào)焦，才能分別看清各自方向的線條象。若望遠(yuǎn)鏡裝配不良或某個(gè)鏡片偏心過(guò)大，則線條象的邊緣往往形成暗弱的次生象。望遠(yuǎn)鏡的雜光會(huì)在圖案象的透明背景上形成漫射光，降低線條象的對(duì)比度等。97§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)若待檢望遠(yuǎn)鏡存在較大的象差或工藝疵§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)直接觀察要求：（1）平行光管復(fù)消色，口徑比被測(cè)系統(tǒng)口徑大。（2）人眼極限分辨角1‘~4’為如望遠(yuǎn)系統(tǒng)放大倍率若系統(tǒng)分辨率時(shí)無(wú)法測(cè)量。（3）被測(cè)系統(tǒng)出瞳直徑應(yīng)小于人眼瞳孔直徑否則無(wú)法測(cè)量附加以輔助前置鏡觀察前置鏡的要求與星點(diǎn)檢驗(yàn)是相同入瞳大于被檢儀器的出瞳，出瞳小于人眼瞳孔直徑注意：（1）光軸重合（2）被檢系統(tǒng)目鏡視度為零（3）檢驗(yàn)視場(chǎng)中心分辨率（4）四個(gè)方向均能分清（5）不一定線條分得很開(kāi)只要認(rèn)出四個(gè)方向上的線條數(shù)即可（6）分辨率板均勻照明98§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)直接觀察要求：（1）平行光管復(fù)消色§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)望遠(yuǎn)物鏡柵格狀分辨率板輻射狀分辨率板注意：(1）平行光管物鏡大于被測(cè)物鏡孔徑被測(cè)物鏡盡量靠近平行光管以減小雜光的影響平行光管套一個(gè)比被檢物鏡稍大一點(diǎn)的光闌(2)顯微物鏡數(shù)值孔徑和放大率根據(jù)被測(cè)物鏡相對(duì)孔徑選擇θK22173325443355427759(3)光軸基本重合99§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)望遠(yuǎn)物鏡柵格狀分辨率板輻射狀分辨§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.3照相物鏡目視分辨率測(cè)量在光具座上測(cè)量照相物鏡的目視分辨率時(shí)通常采用目視法；而要測(cè)量照相物鏡的照相分辨率，要考慮感光材料，采用照相法。其裝置圖和轉(zhuǎn)換公式為：式中，fc＇是平行光管的焦距；f＇是被測(cè)物鏡的焦距。

在光具座上測(cè)量照相物鏡分辨率的光路圖ωF′f′F′Δx光源毛玻璃分辨率板準(zhǔn)直物鏡被測(cè)物鏡

顯微鏡100§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨§1-4分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.3照相物鏡目視分辨率測(cè)量測(cè)量軸外點(diǎn)的目視分辨率時(shí)，通常將被測(cè)物鏡的后節(jié)點(diǎn)調(diào)整在物鏡夾持器的轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)物鏡夾持器即可獲得不同視場(chǎng)的斜光束入射，如上圖中虛線所示。為了保證軸上與軸外都在同一像面上進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)物鏡轉(zhuǎn)過(guò)視場(chǎng)角ω時(shí)，觀察顯微鏡必須相應(yīng)地向后移動(dòng)一段距離△x。在光具座上測(cè)量照相物鏡分辨率的光路圖ωF′f′F′Δx光源毛玻璃分辨率板準(zhǔn)直物鏡被測(cè)物鏡

顯微鏡101§1-4分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分辨率測(cè)試方法2.3照相物鏡目視分辨率測(cè)量由于分辨率板通過(guò)被測(cè)物鏡后的成像面與其高斯像之間有一傾角ω，而且像的大小隨視場(chǎng)角的增大而增大（不同視場(chǎng)的放大率不同），所以分辨率板上同一單元對(duì)軸上點(diǎn)和軸外點(diǎn)有不同的N值。2P′=αf′子午面內(nèi)物面上的線寬Pt與像面上對(duì)應(yīng)的線寬Pt′的關(guān)系2PtA0B0-fcf′/cosω2Pt′ωααf′102§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)

2.分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)綜合分辨率N照相物鏡的目視分辨率底片的分辨率軸上點(diǎn)分辨率注意事項(xiàng)：（1）平行光管口徑大于被檢物鏡口徑在檢驗(yàn)各視場(chǎng)的分辨率時(shí)應(yīng)保證平行光管的光束充滿被測(cè)物物鏡入瞳。（2）平行光管象質(zhì)盡量好，焦距比被測(cè)物鏡答兩倍以上。（3）顯微鏡的數(shù)值孔徑的選擇a)分辨率高于被檢物鏡的分辨率b)被檢物鏡成像光束能全部進(jìn)入顯微鏡。103§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)綜合分辨率N底片的分辨率軸上點(diǎn)分§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)a)在光具座上測(cè)量拍照在測(cè)量顯微鏡上測(cè)底片分辨率用大面積分辨率板拍照影響分辨率的因素目視分辨率底片分辨率沖洗方法104§5-2分辨率測(cè)試技術(shù)a)在光具座上測(cè)量34一.二次截面法（哈特曼法）測(cè)幾何象差（一）原理

§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)區(qū)域光闌（哈特曼光闌）105一.二次截面法（哈特曼法）測(cè)幾何象差§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)106§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)36§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)軸外球差曲線象散與軸外球差的檢測(cè)107§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)軸外球差曲線象散與軸外球差的檢測(cè)3§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)場(chǎng)曲的檢測(cè)

檢測(cè)某視場(chǎng)角ω下的Sot和Sos的方法，測(cè)出各視場(chǎng)角下的Sot和Sos值后，即可以ω為縱坐標(biāo)，以對(duì)應(yīng)的Sot和Sos為橫坐標(biāo)，作出待測(cè)物鏡的細(xì)光束子午場(chǎng)曲和弧矢場(chǎng)曲曲線在測(cè)不同視場(chǎng)角的斜光束球差曲線過(guò)程中，每次調(diào)節(jié)待檢物鏡軸向位置時(shí)，截面E1和E2應(yīng)與待檢物鏡同步移動(dòng)，以確保測(cè)量基準(zhǔn)面(E1)的統(tǒng)一。

108§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)場(chǎng)曲的檢測(cè)檢測(cè)某視場(chǎng)角§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)5．彗差的檢測(cè)斜光束的子午光線對(duì)和弧矢光線對(duì)，經(jīng)待檢物鏡后的交點(diǎn)到實(shí)際主光線的垂軸距離，分別稱為子午彗差和弧矢彗差。B′為子午光線對(duì)的交點(diǎn)，線段A′B′即表示視場(chǎng)角為ω，入射高度為h時(shí)的子午彗差K′T值。由圖看出，只要分別在E1和E2截面上，測(cè)出入射高度為hn的子午光線對(duì)(或弧矢光線對(duì))與中心光線的對(duì)應(yīng)光斑的中心距a1和a2(或a′1和a′2)，即可求得子午彗差或弧矢彗差以h為縱坐標(biāo)，以K′t或K′s為橫坐標(biāo)，即可作出不同視場(chǎng)角ω下的子午彗差曲線或弧矢彗差曲線。109§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)5．彗差的檢測(cè)斜光束的子午光線對(duì)§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)由于哈特曼法無(wú)法確定理想象高，也無(wú)法確定實(shí)際主光線在理想象平面上的投射高度，故不能檢測(cè)畸變和倍率色差。檢測(cè)過(guò)程中的調(diào)整要點(diǎn)：(1)將小孔光闌校正到平行光管物鏡焦面上；轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)到軸向位置。(2)根據(jù)待檢物鏡的焦距和相對(duì)孔徑選擇合適小孔的哈特曼光闌。以使截面處攔得的光斑清晰、足夠小且有一定數(shù)量。由經(jīng)驗(yàn)，光闌孔直徑的選取一般應(yīng)為待檢物鏡焦距的l／l00～l／400。當(dāng)待檢系統(tǒng)的相對(duì)孔徑較小時(shí)宜取下限，以保證有足夠多的測(cè)量點(diǎn)；反之，宜取上限，以得到邊界盡可能清晰的光斑，并減少檢測(cè)工作量。(3)調(diào)待檢物鏡光軸與平行光管光軸重合。微調(diào)夾持器中的雙偏心環(huán)，并使待檢物鏡繞水平軸旋轉(zhuǎn)，若觀測(cè)顯微鏡中看到的小孔光闌象不再劃圓圈(不動(dòng))，則表明兩光軸已調(diào)重合。(4)確定兩截面的軸向位置，以其攔截的光斑小而清晰為好。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，焦前和焦后截面離開(kāi)焦平面的距離，應(yīng)分別選待檢物鏡焦距的l/7和l/5左右較為合適。(5)在檢測(cè)斜光束象差時(shí)，應(yīng)使待檢物鏡相對(duì)基準(zhǔn)面的軸向位置始終保持不變。110§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)由于哈特曼法無(wú)法確定理想象高，也無(wú)法§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)測(cè)量誤差分析

在同一視場(chǎng)下對(duì)不同的bn1和bn2來(lái)說(shuō)的誤差是相同的，故可不考慮，所以表明111§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)測(cè)量誤差分析

在同一視場(chǎng)下對(duì)不同的b§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)測(cè)量原理簡(jiǎn)單測(cè)多種幾何象差精度較高（比如球差可達(dá)）可直接測(cè)象差曲線和設(shè)計(jì)曲線比較測(cè)量裝置通用性好缺點(diǎn)近軸壓不是直接測(cè)量測(cè)量工作量大不能測(cè)畸變，倍率色差112§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)優(yōu)缺點(diǎn)42§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)焦后：陰影與刀口移動(dòng)方向相反焦后：陰影移動(dòng)方向與刀口相同焦點(diǎn)：同時(shí)變暗113§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)焦后：陰影與刀口移動(dòng)方向相反43§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)二、刀口陰影法檢測(cè)幾何象差114§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)二、刀口陰影法檢測(cè)幾何象差44§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)115§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)45§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)116§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)46§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)檢測(cè)軸向色差使用兩不同的單色光(加相應(yīng)濾色片)，測(cè)出同一帶區(qū)出現(xiàn)刃口環(huán)時(shí)刀口的位置之差，即為該帶區(qū)兩波長(zhǎng)的軸向色差。如若檢測(cè)各個(gè)帶區(qū)的色差，可分別測(cè)得每種單色光的球差曲線，并畫在同一坐際上，兩曲線的橫坐標(biāo)之差即為相應(yīng)各帶區(qū)的軸向色差。濾色片半寬度應(yīng)滿足檢測(cè)色差的需要，且應(yīng)將濾色片放在刀口儀的平行光路中。

117§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)檢測(cè)軸向色差47§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)118§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)48§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)119§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)49§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，多種檢測(cè)適宜和于大口徑零件、系統(tǒng)靈敏度高1/20λ非接觸測(cè)量適于工序檢驗(yàn)缺點(diǎn)大多數(shù)已能定性，不定量凸表面無(wú)法測(cè)量要有經(jīng)驗(yàn)120§5.3物鏡幾何象差檢測(cè)優(yōu)缺點(diǎn)50§5.4物鏡波象差檢測(cè)

5.4.1泰曼-格林干涉儀檢測(cè)波象差121§5.4物鏡波象差檢測(cè)5.4.1泰曼-格林干涉§5.4物鏡波象差檢測(cè)

向焦外離焦時(shí)W=W1－W2向焦內(nèi)離焦時(shí)，W=W1+W2

122§5.4物鏡波象差檢測(cè)向焦外離焦時(shí)W=W1－W25§5.4物鏡波象差檢測(cè)

因?qū)嶋H待檢物鏡的波象差一般都很小，故當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡的球心與待檢物鏡最佳象點(diǎn)重合時(shí)，干涉條紋很少且不穩(wěn)定，這給準(zhǔn)確判讀干涉條紋帶來(lái)很大困難?？墒骨蛐墓室馄x最佳象點(diǎn)位置，即離焦。離焦后的干涉條紋增多，也較穩(wěn)定。此時(shí)干涉圖表示的波差是實(shí)際待檢波面相對(duì)離焦比較波面的波差W1。為了求出實(shí)際波面相對(duì)最接近波面的波差W，必須求出由離焦引起的波差W2，即離焦比較波面相對(duì)最接近波面間的波差。123§5.4物鏡波象差檢測(cè)因?qū)嶋H待檢物鏡的波象差一般都很§5.4物鏡波象差檢測(cè)

124§5.4物鏡波象差檢測(cè)54§5.4物鏡波象差檢測(cè)

當(dāng)待檢物鏡相對(duì)孔徑不太大時(shí)，由離焦量△S引起的波象差W2為W2與h2成正比。若以W2為橫坐標(biāo)，h2為縱坐標(biāo)，則所得的波象差W2曲線是一條直線，其斜率為就可從干涉圖測(cè)得波象差W1中剔除W2，從而求得波象差W。125§5.4物鏡波象差檢測(cè)當(dāng)待檢物鏡相對(duì)孔徑不太大時(shí)，§5.4物鏡波象差檢測(cè)

測(cè)量前先調(diào)出適當(dāng)數(shù)目的高對(duì)比度的干涉條紋，并移動(dòng)參考反射鏡，使參考光路的光程縮短。根據(jù)增大測(cè)試光路和參考光路的光程差，干涉條紋向干涉級(jí)次低移，減少光程差，干涉條紋向級(jí)次高處移的特點(diǎn)?？膳袛啻龣z波面的形狀。直至全部條紋同時(shí)擴(kuò)大或縮小，再調(diào)球面反射鏡，使條紋對(duì)稱干涉場(chǎng)中心。拍攝離焦干涉圖。量出干涉圖直徑D′，若待檢物鏡的通光口徑為D，則干涉圖的放大率M=D′/D。實(shí)際光線的入射高度h與入瞳處干涉環(huán)半徑r關(guān)系為h=r／M。按相鄰干涉條紋程差變化λ／2，求得離焦干涉圖上各半徑r，的波象差W1值。126§5.4物鏡波象差檢測(cè)測(cè)量前先調(diào)出適當(dāng)數(shù)目的高對(duì)比度§5.4物鏡波象差檢測(cè)

作W1-h2曲線。求W2-h2離焦波差曲線。用兩條平行直線夾W1-h2曲線，改變兩平行線的斜率，至兩平行線的水平間隔最小。過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)作直線，使其平行于兩平行線，該直線即