JJG 28-2019平晶 (1)

中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程

JJG28—2019

平晶

VerificationRegulationofOpticalFlats

2019-09-27發(fā)布2020－03－27實施

國家市場監(jiān)督管理總局國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

JJG28—2019

平晶檢定規(guī)程

VrificationRegulationofOpticalFlats

歸口單位：全國幾何量工程參量計量技術委員會

主要起草單位：湖南省計量檢測研究院

中國計量科學研究院

參加起草單位：蘇州慧利儀器有限責任公司

中國兵器工業(yè)第205研究所

JJG28－2019

代替JJG28－2000

本規(guī)程委托全國幾何量工程參量計量技術委員會負責解釋

市場監(jiān)管總局

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本規(guī)程主要起草人：

陳勇（湖南省計量檢測研究院）

張恒（中國計量科學研究院）

曾琰（湖南省計量檢測研究院）

劉麗娟（湖南省計量檢測研究院）

參加起草人：

韓森（蘇州慧利儀器有限責任公司）

柏文琦（湖南省計量檢測研究院）

王生云（中國兵器工業(yè)第205研究所）

市場監(jiān)管總局

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I

目錄目錄

引言………………………（Ⅱ）

1范圍………………………（1）

2引用文件…………………（1）

3概述………………………（1）

4計量性能要求……………（2）

4.1平行度…………………（2）

4.2工作面平面度…………（3）

4.3非工作面的平面度……………………（4）

4.4穩(wěn)定性…………………（4）

5通用技術要求……………（4）

5.1外觀及表面質(zhì)量………………………（4）

5.2外形尺寸………………（4）

5.3長平晶十字刻線位置…………………（6）

5.4兩端面夾角…………（6）

5.5工作面與圓柱母線的垂直度…………（7)

6計量器具控制……………（7）

6.1檢定項目和主要檢定設備……………（7）

6.2檢定條件………………（7）

6.3檢定方法………………（10）

6.4檢定結果處理…………（13）

6.5檢定周期………………（13）

附錄A平晶表面疵病的尺寸及數(shù)量……………………（14）

附錄B相移式等厚干涉測量法…………（16）

附錄C等厚干涉測量法…………………（19）

附錄D等傾干涉測量法…………………（22）

附錄E四面互檢法檢定長平晶數(shù)據(jù)處理實例…………（24）

附錄F長平晶自重變形量………………（28）

附錄G檢定證書和檢定結果通知書內(nèi)頁格式…………（30）

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II

引言引言

JJF1001-2011《通用計量術語及定義》、JJF1002-2010《國家計量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》、

JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》共同構成本規(guī)程修訂工作的基礎性系列技術

法規(guī)。

本規(guī)程與JJG28-2000《平晶》相比，除編輯性修改外，主要技術改進如下：

——原JJG28-2000《平晶》檢定規(guī)程的印刷錯誤，現(xiàn)更正如下：

原規(guī)程P25頁文字第3行：

96

96

2

F

d

F

應為：

96

2

96

F

d

F

P12頁第1行：

12

12

5

uu應為：

ab

12

5

uu

P20附錄C第1行第8列：Ei=(Li/Ln)Kn應為：Ei=(Li/Ln)△Kn

——310mm長平晶兩次周期檢定平面度之差從0.020μm放寬為0.030μm。

——依據(jù)JJG146-2011《量塊》，取消了6等量塊，改用5等量塊（見6.3.2）。

——取消了平行平晶平行度在激光平面等厚干涉儀上檢定的方法。

——增加相移式等厚測量裝置的結構概述、測量方法（附錄B）等相關內(nèi)容。

——增加標準平晶F96范圍內(nèi)的平面度計算方法（附錄C）。

本規(guī)程的歷次版本發(fā)布情況為：

——JJG28—2000《平晶》；

——JJG28—1991《平面平晶》；

——JJG28—1980《平面平晶》。

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1

平晶檢定規(guī)程

1范圍

本規(guī)程適用于平晶（包括平面平晶、平行平晶和長平晶)的首次檢定、后續(xù)檢定和使用

中檢查。

2引用文件

本規(guī)程引用下列文件：

GB/T903—2019無色光學玻璃

JB/T7401－1994平面平晶

JB/T7402－1994平行平晶

ISO14999-4：2015（E）光學和光子學光學元件和光學系統(tǒng)的干涉儀測量-第四章：

在ISO10110中所明確規(guī)定的公差說明和評價(OpticsandphotonicsInterferometric

measurementofopticalelementsandopticalsystems–Part4:Interpretationand

evaluationoftolerancesspecifiedinISO10110)。

凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程；凡是不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改單）適用本規(guī)程。

3概述

平晶是以光波干涉法測量平面度、直線度、研合性以及平行度的計量器具，包括平面

平晶、平行平晶和長平晶。平面平晶按工作面數(shù)可分為單工作面平晶和雙工作面平晶，其

外形示意見圖1，按用途又可分為標準平晶和工作平晶兩大類，標準平晶分為一、二等，

工作平晶分為一、二級。

圖1平面平晶示意圖圖1平面平晶示意圖

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2

平行平晶按尺寸分為四個系列，每個系列中尺寸相鄰的四塊可組成一套，其外形示意

見圖2。

長平晶按尺寸分別為210mm和310mm兩種，其外形示意見圖3。

圖2平行平晶示意圖圖2平行平晶示意圖

圖3長平晶示意圖圖3長平晶示意圖

4計量性能要求

4.1平行度

平行平晶兩工作面的平行度要求見表1。

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3

表1平行平晶兩工作面的平行度表1平行平晶兩工作面的平行度

系列兩工作面的平行度（μm）

Ⅰ，Ⅱ0.6

Ⅲ0.8

Ⅳ1.0

4.2工作面平面度

4.2.1平面平晶工作面的平面度

一級、二級平面平晶工作面的平面度見表2。

表2工作平面平晶工作面的平面度表2工作平面平晶工作面的平面度

項目

規(guī)格(mm)

有效直徑

d

(mm)

平面度(μm)

一級

二級

d范圍內(nèi)(2/3)d范圍內(nèi)d范圍內(nèi)(2/3)d范圍內(nèi)

30250.03－0.100.05

45390.03－0.100.05

60540.03－0.100.05

80720.050.030.100.05

100920.050.030.100.05

1501400.050.030.100.05

2001880.080.050.120.06

注：1、(2/3)d指直徑為有效直徑d的三分之二，且在平晶的中心部位區(qū)域。

2、工作平晶在有效直徑外允許塌邊。

一等標準平晶在有效直徑內(nèi)的平面度不大于0.03μm，任意兩相互垂直截面方向的平

面度之差不大于0.015μm，(2/3)d內(nèi)的平面度不大于0.015μm；二等標準平晶在有效直徑

內(nèi)的平面度不大于0.05μm，任意兩個相互垂直截面平面度之差不大于0.03μm，(2/3)d內(nèi)

的平面度不大于0.03μm。標準平晶在(2/3)d內(nèi)的平面度應與總偏差方向一致，兩相互垂

直截面方向上的偏差方向也應一致。標準平晶的規(guī)格尺寸應不小于D150mm。

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4

4.2.2平行平晶工作面的平面度

平行平晶工作面的平面度不大于0.1μm(在有效直徑外允許塌邊)，中間2/3直徑范圍

內(nèi)的平面度不大于0.05μm。

4.2.3長平晶工作面的平面度

長平晶工作面的平面度見表3

表3長平晶工作面的平面度表3長平晶工作面的平面度

規(guī)格

（mm）

平面度（μm）

在工作長度內(nèi)（在無自重變形時）在橫向40mm內(nèi)

210－0.30~00.10

310－0.45~－0.150.10

注：“－”表示凹

注：依據(jù)測量狀態(tài)，對新制造或修理后的長平晶有時還應測量其自重變形量，測量方法和要求見附錄F。

4.3非工作面的平面度

4.3.1平面平晶非工作面的平面度

平面平晶非工作面的平面度≤3.0μm。

4.3.2長平晶非工作面的平面度

長平晶非工作面的平面度≤1.0μm（在任意100mm內(nèi)）。

4.4穩(wěn)定性

一等標準平晶兩次檢定周期的平面度之差不大于0.010μm，二等標準平晶和210mm

長平晶兩次檢定周期的平面度之差不大于0.020μm，310mm長平晶兩次檢定周期的平面

度之差不大于0.030μm。

5通用技術要求

5.1外觀及表面質(zhì)量

平晶非工作面上應標有制造廠廠名(或廠標)、出廠編號，長平晶非工作面上還應刻有

受檢點位置的十字刻線，刻字、刻線應清晰。

平晶表面應無破損，玻璃材質(zhì)應透明，無明顯的氣泡和條紋，對于新制造的和修理后

的平晶表面疵病的尺寸和數(shù)量見附錄Ａ。使用中的平晶工作面允許有不影響準確度和不損

傷被測量具工作面的劃痕和破損。

5.2外形尺寸

5.2.1平面平晶的外形尺寸

平面平晶的外形尺寸見表4，修理后的平晶厚度尺寸H允許比標稱尺寸小3mm。

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5

5.2.2平行平晶的外形尺寸

平行平晶的外形尺寸見表5的規(guī)定。對于修理后的平晶，其外形尺寸應不小于H1，

但四塊平晶尺寸H的遞差必須在(0.11~0.14)mm之間。

表4平面平晶的外形尺寸表4平面平晶的外形尺寸mm

規(guī)格

DHt

B

基本尺寸與極限偏差

基本尺寸與極限偏差基本尺寸與極限偏差

3030±0.810±1.35

4.0

0

16~8

4545±0.815±1.35

4.0

0

110

6060±0.9520±1.65

4.0

0

110

8080±0.9520±1.65

4.0

0

5.1

10

100100±1.125±1.65

4.0

0

5.1

10

150150±1.2530±1.65

4.0

0

210

200200±1.4540±1.95

4.0

0

310

表5平行平晶的外形尺寸表5平行平晶的外形尺寸mm

尺寸極限偏差

規(guī)格尺寸系列

ⅠⅡⅢⅣ

H±0.01

15.0040.0065.0090.00

15.1240.1265.1290.12

15.2540.2565.2590.25

15.3740.3765.3790.37

15.5040.5065.5090.50

15.6240.6265.6290.62

15.7540.7565.7590.75

15.8740.8765.8790.87

16.0041.0066.0091.00

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6

尺寸極限偏差

規(guī)格尺寸系列

ⅠⅡⅢⅣ

D±0.830304050

b6～86～888

H19345984

t

4.0

0

1

5.2.3長平晶的外形尺寸

長平晶的外形尺寸見表6的規(guī)定。兩面角倒角為(0.5±0.1)mm，三面角倒角為(1

±0.15)mm。

表6長平晶的外形尺寸表6長平晶的外形尺寸mm

長平晶長度寬度

厚度

新制的修理后

210±140±125±0.5≥23

310±140±130±0.5≥27

5.3長平晶十字刻線位置

長平晶的非工作面上有表示受檢點位置的十字刻線，對于210mm長平晶有七個十字

刻線，刻線間隔為30mm，兩端十字刻線距端面為15mm；對于310mm長平晶兩端十字

刻線距端面為20mm，刻線間隔為30mm，共有九個間隔，另外在對稱中點位置增加一個

十字刻線，共十一個十字刻線。

以非工作面向上，廠標刻字順序為準，左邊第一個十字刻線為零位十字刻線，從零位

十字刻線至其他各十字刻線的距離對標稱尺寸的偏差應應不大于0.1mm，兩端十字刻線距

端面的距離對標稱尺寸的偏差應應不大于0.2mm，十字刻線在平晶上的位置應對稱。

5.4兩端面夾角

平面平晶工作面與其對應面夾角α為端面夾角，以平晶兩面的厚度差表示，其極限值

見表7。

長平晶工作面與其對應面夾角，在縱向兩端厚度差應不大于0.1mm，在橫向兩端厚度

差應在0.1mm～0.2mm之間。

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7

表7平面平晶工作面與其對應面的厚度差表7平面平晶工作面與其對應面的厚度差

平晶規(guī)格(mm)厚度差(mm)

300.09～0.17

450.13～0.26

600.17～0.35

800.23～0.47

1000.29～0.58

1500.31～0.65

2000.41～0.87

5.5工作面與圓柱母線的垂直度

平行平晶工作面與圓柱母線的垂直度≤1°。

6計量器具控制

計量器具控制包括首次檢定、后續(xù)檢定和使用中的檢查。

6.1檢定項目和主要檢定設備

檢定項目和主要檢定設備見表8。

6.2檢定條件

6.2.1平面平晶、長平晶檢定前必須放置在(20±5)℃和濕度不大于80%RH的檢定室內(nèi)

進行等溫，等溫時間不少于表9規(guī)定。

6.2.2平行平晶檢定前必須放置在(20±3)℃和濕度不大于80%RH的檢定室內(nèi)進行等溫，

等溫時間不少于10h。

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8

表8檢定項目和主要檢定器具表8檢定項目和主要檢定器具

序

號

檢定項目

主要檢定器具

檢定類別

首

次

檢

定

后續(xù)檢定

使

用

中

的

檢

查

平

行

平

晶

平

面

平

晶

長

平

晶

修

理

后

周

期

檢

定

1外觀及表面質(zhì)量放大鏡＋＋＋＋△△△

2外形尺寸

游標卡尺MPE:±0.03mm

立式光學計MPE:±0.25μm

5等量塊

測長儀MPE:±(1μm+5×10

-6L)

＋＋－－△△△

3兩端面夾角

百分表MPE:0.02mm

專用臺架、表式卡規(guī)

＋＋－－△△

4十字刻線位置

萬能工具顯微鏡

MPE:±(1μm+5×10

-5L)

＋＋－－△

5

工作面與母線

垂直度

角度規(guī)MPE:±

'

2＋＋－－△

6非工作面平面度二級平面平晶＋＋－－△△

7兩工作面的平行度立式光學計MPE:±0.2μm＋＋＋＋△

8工作面平面度

標準平晶MPE:≦0.05μm

相移式激光等厚干涉儀

示值誤差：≦λ/40nm

測量重復性PV10≦λ/500nm

平面等厚干涉儀

MPE:±0.02μm

平面等傾干涉儀

U＝λ/50μm（k=2）

＋＋＋＋△△△

9穩(wěn)定性標準平晶MPE:≦0.05μm－－＋－△△

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9

相移式激光等厚干涉儀

示值誤差：≦λ/40

測量重復性PV10≦λ/500nm

平面等厚干涉儀

MPE:±0.02μmm

平面等傾干涉儀

U＝λ/50μm（k=2）

注：表中“+”表示應檢定，“－”表示可不檢定，“△”表示該類平晶有此項目

表9平晶等溫時間表9平晶等溫時間

平晶類別平晶規(guī)格(mm)等溫時間(h)

平

面

平

晶

30、4510

6016

8018

10020

15030

20035

長平晶

21010

31016

6.2.3測量平面度時，平晶在儀器內(nèi)等溫的時間和室溫變化見表10的規(guī)定。

表10平晶在儀器內(nèi)等溫的時間和室溫變化表10平晶在儀器內(nèi)等溫的時間和室溫變化

平晶類別

平晶規(guī)格

(mm)

等溫時間

(h)

24h室溫變化

(℃)

1h室溫變化

(℃)

平面平晶

30、45、600.52.50.5

80、10011.50.2

150、20021.00.1

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10

平晶類別

平晶規(guī)格

(mm)

等溫時間

(h)

24h室溫變化

(℃)

1h室溫變化

(℃)

平行平晶

Ⅰ,Ⅱ系列0.52.50.5

Ⅲ,Ⅳ系列12.50.5

長平晶

21011.00.1

3101.51.00.1

6.3檢定方法

6.3.1外觀及表面質(zhì)量

以黑色屏幕為背景，在(8~15)W日光燈照射下，借助4~6倍放大鏡，目力觀察。

6.3.2外形尺寸

平行平晶中心長度尺寸H用5等量塊在光學計上進行比較測量，也可以用測長儀

直接測量。其它外形尺寸用游標卡尺進行測量。

6.3.3長平晶十字刻線位置

在萬能工具顯微鏡上測量。

6.3.4兩端面夾角

平面平晶兩端面夾角用百分表和專用臺架或表式卡規(guī)測量。測量時，在任意直徑方向

兩端的讀數(shù)差(端面間的厚度)的最大值作為測量結果。

長平晶兩端面的夾角用分度值為0.02mm的游標卡尺測量。

6.3.5工作面與圓柱母線的垂直度

用分度值不大于2′的角度規(guī)測量。

6.3.6非工作面的平面度

平面平晶采用不小于被檢平面平晶直徑的二級平晶等厚干涉法測量，長平晶用

D100mm二級平晶等厚干涉法測量。

6.3.7平行度

用光學計測量時，在四個均勻的直徑方向距邊緣1mm的八個點上進行測量，每點測

量兩次取平均值做為該點測得值，在八個測得值中，取其最大差值作為平行度。

也可用測量不確定度U≤0.2μm(k=3或p=0.99)的其它方法進行測量。

6.3.8工作面的平面度

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平行平晶及D30mm~D100mm工作平晶的平面度用比較測量法和絕對測量法測量。

平面平晶的平面度等別在一等以下的一般用比較測量法測量，等別在一等（或二等）及更

高精度的平面鏡以絕對測量法測量。長平晶的平面度采用多面互檢測量法在平面等傾干涉

儀上測量。

6.3.8.1比較測量法

平晶平面度比較測量可使用以下三種方法：1）相移式等厚干涉測量法；2）平面等厚

干涉測量法；3）平面等傾干涉測量法。

1）相移式等厚干涉測量法：在相移式激光等厚干涉儀上安裝、調(diào)整標準平晶與被測

平晶，產(chǎn)生等厚干涉條紋，驅(qū)動標準平晶移動，從而產(chǎn)生多幅干涉圖像，對其進行采集、

處理和分析，求出平晶工作面的平面度（PV值和rms值）。測量步驟：將一等標準平晶或

精度優(yōu)于一等平晶的標準平面鏡安裝在儀器參考鏡鏡架位置，被測的二等（或一級）工作

平晶安裝在被檢測鏡架（載物臺）上，進行比較測量，讀取相移式等厚干涉測量的平面度。

相移式等厚干涉測量方法詳見附錄B。

2）平面等厚干涉測量法：用二等標準平晶與平面等厚干涉儀組成平面度標準裝置，

測量尺寸（D30~D100）mm工作平面平晶，通過觀測計算干涉條紋的彎曲量求出平面度

（PV值）。并以同樣方法測量平行平晶平面度。等厚干涉測量方法詳見附錄C。

3）平面等傾干涉測量法：用一等標準平晶與平面等傾干涉儀組成平面度標準裝置，

測量尺寸D150mm的一級平晶；用二等標準平晶與平面等傾干涉儀組成平面度標準裝置，

測量尺寸D150mm的二級平晶。平面度的測量應在兩相互垂直的方向上進行（見圖4）。

計算平面度時，當所測二截面平面度出現(xiàn)的符號相同時，取其中絕對值最大的為平面度，

符號相反時，則取兩者絕對值之和為平面度。平面等傾干涉測量方法詳見附錄D。

6.3.8.2絕對測量法

絕對測量法又稱多面互檢法，參加互檢的平晶其外形尺寸、材料應一致，三面（或四

面）互檢組合中必須選用一塊已知平面度（平面平晶應為一等、二等或同等精度的平面鏡）

的平晶參加互檢，若該平晶此次測量結果與原已知的平面度之差不大于0.015μm，則此次

的互檢結果有效。平面平晶互檢時應注意直徑截面方向要一一對應。

三面互檢在相移式激光等厚干涉儀或平面等傾干涉儀上進行，四面互檢在平面等傾干

涉儀上進行，其測量結果為被檢平面平晶截面的平面度絕對測量值；全面形三面互檢在相

移式激光等厚干涉儀上進行，其測量結果為被檢平面平晶全面形的平面度絕對測量值。

1）三面互檢法

三面互檢法用三個平晶在相移式等厚干涉儀上互檢，獲得三個平晶絕對形貌，即所有

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12

測量點的真實高度。

參加互檢的平面平晶被檢兩個截面應與刻字成45°（見圖4），長平晶只檢一個截面。

圖圖4刻字位置示意圖刻字位置示意圖

用三面互檢法（見附錄D）測量時，每塊平晶每點的平面度偏差值由(1)式求出：

2

)(

bciaciabi

i

TTT

A

2

)(

acibciabi

i

TTT

B

(1)

2

)(

abibciaci

i

TTT

C

式中：

Ai、Bi、Ci——A、B、C三塊平晶在i點的平面度偏差值；

Tabi、Taci、Tbci——A、B、C三塊平晶互檢時，在i點的平面度偏差值之和。

2）四面互檢法

一等、二等標準平面平晶及長平晶在等傾干涉儀上用四面互檢法（見附錄D）測量，

四塊平晶依次組合六次互檢，每塊平晶的平面度偏差值按(2)式計算：

6

)()(2

bdicdibciadiaciabi

i

TTTTTT

A

6

)()(2

adicdiacibdibciabi

i

TTTTTT

B

(2)

6

)()(2

bdiadiabicdibciaci

i

TTTTTT

C

6

)()(2

acibciabicdibdiadi

i

TTTTTT

D

并由公式(3)計算測量結果的殘差：

△jki=Ji+Ki－Tjki(3)

式中：

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△jki——平晶J和K互檢時，在i點的殘差；

J、K——A、B、C、D四塊平晶中的某兩塊；

Tjki——互檢的某兩塊平晶在i點的平面度偏差值之和；

Ji、Ki——平晶J、K在i點的平面度偏差值。

測量兩平晶平面度之和的標準不確定度ua由下式計算：

n

u

jki

2

2

a

(4)

式中：

n——截面被測點數(shù)；對于D150mm平面平晶，n=5；對于210mm長平晶，n=7；對

于

310mm長平晶，n=10；

∑Δ2jki為6n個殘差平方之和。

測量每塊平晶的平面度的標準不確定度ub可由公式(5)求出：

ab

12

5

uu(5)

對于一等平面平晶、210mm長平晶，其平面度的測量不確定度U≤0.010μm(k=3

或p=0.99)，對于二等平面平晶、310mm長平晶，其平面度的測量不確定度U≤

0.020μm(k=3或p=0.99)。四面互檢法檢定平晶的數(shù)據(jù)處理示例見附錄E。

3）全面形三面互檢法

一等平晶或更高精度的平面鏡在相移式激光等厚干涉儀上用全面形三面互檢法測量，

在儀器的標準測量端和被檢測測量端安裝有專用旋轉裝置，其測量方法見附錄B。

不同測量方法導致檢定結果出現(xiàn)爭議時，以光波干涉法中移相式干涉測量方法的結果

為準。

6.3.8.3長平晶工作面橫向40mm內(nèi)平面度

用D60mm一級平晶等厚干涉法測量。

6.3.9穩(wěn)定性

標準平晶和長平晶的穩(wěn)定性，以兩次周期檢定的平面度之差確定

6.4檢定結果處理

經(jīng)檢定符合本規(guī)程要求的平晶，應出具檢定證書，對于一、二等標準平晶和長平晶檢

定證書中應給出工作面平面度測量結果及其測量不確定度。不符合本規(guī)程要求的平晶應發(fā)

檢定結果通知書，并注明不合格項目。其證書格式見附錄G。

6.5檢定周期

工作平晶根據(jù)使用情況確定檢定周期，最長不超過1年。

標準平晶和長平晶檢定周期一般為1年，使用5年后可延長至2年。

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附錄A

平晶表面疵病的尺寸及數(shù)量

附錄A

平晶表面疵病的尺寸及數(shù)量

A.1平晶工作面的表面疵病允許值（見表A.1的規(guī)定）。

A.2平晶的工作面表面疵病不應密集。對非工作面表面疵病未超過表A.1規(guī)定時，在限

定D20mm范圍內(nèi)，D(0.4~0.7)mm的粗麻點允許3個，寬度為(0.04~0.07)mm的粗擦

痕允許20mm。

表A.1平晶工作面的表面疵病表A.1平晶工作面的表面疵病

序

號

名稱

單

位

平面平晶(mm)

平行

平晶

D30D45D60D80D100D150D200

ⅠⅡⅢⅣ

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

1

D(0.015~0.

2)mm麻點

總數(shù)量≤

個203143577311215022223038

2

D(0.015

~0.7)mm

麻點總數(shù)

量≤

個2539547292140188

3

D(0.1~0.

2)

mm粗

麻點

(其中)≤

個3457914193345

4

D(0.4~0.

7)

mm粗

麻點

(其中)≤

個345791419

5

寬度為

（0.006~

0.02）

mm擦

痕總長度

≤

mm507810814218428037656567696

6

寬度為

（0.01~0

.07）mm

mm5078108142184280376

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序

號

名稱

單

位

平面平晶(mm)

平行

平晶

D30D45D60D80D100D150D200

ⅠⅡⅢⅣ

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

各

工

作

面

非

工

作

面

擦痕總長

度≤

7

寬度為

（0.01~0

.02）mm

粗擦痕

(其中)≤

mm57.810.814.218.72837.65.65.67.69.6

8

寬度為

（0.04~0

.07）mm

粗擦痕

(其中)≤

mm57.810.814.218.42837.6

注：長平晶表面疵病參照D150mm平面平晶的表面疵病要求

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附錄B

相移式等厚干涉測量法

B.1

附錄B

相移式等厚干涉測量法

B.1相移式等厚干涉儀

在激光等厚干涉儀中，參考平晶的反射波面與被檢平晶的反射波面相干產(chǎn)生了干涉條紋，

它每一個測量點（x,y）的條紋相位Ф與其相對應的參考平晶反射面到被檢平晶的反射面

的距離d是

),(

4

),(yxdyx

，(B.1)

這里λ為激光波長。相移式干涉測量方法采用PZT驅(qū)動等手段改變干涉條紋的相位從

而得到多幅不同相位的干涉圖像。對其分別采集、處理和分析，求出每一個測量點的條紋

相位。從公式（B.1）就得到參考平晶反射面到被檢平晶的反射面每一個測量點的距離

d(x,y)。如果參考平晶反射面的形貌已知，被檢平晶的形貌即每一個測量點的高度z(x,y)

也就可以直接從d(x,y)中獲得。然后根據(jù)在z(x,y)計算出被檢平晶的平面度（PV值和

rms值）。

相移式激光等厚干涉儀的示意圖見B.1。

圖B.1相移式激光等厚干涉儀圖B.1相移式激光等厚干涉儀

測量時,He-Ne激光器輸出的單頻激光被透鏡會聚在位于準直物鏡焦平面的孔徑光闌

上。從準直物鏡出射的平行光束，一部分激光光束到達參考面后被反射回作為參考光束；

另一部分激光光束穿過參考面后至被測平晶表面再反射回作為測試光束。參考光束和測試

光束再通過光學系統(tǒng)成像于攝像機上，形成等厚干涉條紋。計算機輸出移相指令給PZT移

相器，驅(qū)動干涉儀的參考鏡產(chǎn)生等間隔的位移從而引入相位調(diào)制，攝像機將經(jīng)等間隔調(diào)制

的干涉條紋的光強圖像數(shù)字化后送入計算機，通過移相算法對數(shù)字化的移相干涉圖進行處

理分析，即得到每一個測量點（x,y）的條紋相位),(yx。

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從條紋相位),(yx中，我們就可以得到參考平晶反射面到被檢平晶的反射面的距離

),(

4

),(yxyxd

，（B.2）

假設參考平晶反射面的形貌),(yxZR已知，那么被檢平晶的形貌及每一個測量點的高度

,),(),(),(yxZyxdCyxz

R

（B.3）

式中C為常數(shù)，一般取值為

xy

R

yxZyxd

N

C)),(),((

1

（B.4）

式中N為測量點數(shù)。這里需要強調(diào)的是常數(shù)C的取值并不重要。這是因為它不會改變被

檢平晶的形貌即任何兩個測量點的相對高度保持不變。

最后，去掉z(x,y)的傾斜面后，被檢平晶的平面度（PV值和rms值）由以下兩公式計

算

)),(min()),(max(yxzyxzPV（B.5）

2

),(

1

1

m

zyxz

N

RMS（B.6）

公式（B.6）中，zm為z(x,y)的平均值。

B.2B.2全面型三面互檢法

全面型三平面互檢法用三個平晶在相移式等厚干涉儀上互檢，獲得三個平晶絕對形貌，

即所有測量點的真實高度。三平面互檢法測量示意例圖見圖B.3。

全面型三平面互檢法采用兩塊平晶B、C和被檢平晶A進行四次分離測量。即B+A、B+A

旋轉90°、C+A、C+B。從這四個互檢的結果即兩個標準平晶反射面之間每一個測量點的距

離),(

1

yxd，),(

2

yxd，),(

3

yxd，和),(

4

yxd中直接由計算機算出三個平晶的絕對形貌

),(YXZA，),(YXZB，和),(YXZC。這三個平晶絕對形貌中的任何一個都可以是相移式激

光等厚干涉儀的平晶反射面的形貌),(yxZR，用于B.1中的公式（B.3）和公式（B.4）中。

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(a)光軸垂直光軸垂直

（b）光軸水平

圖B.3三平面互檢法測量示意圖

光軸水平

圖B.3三平面互檢法測量示意圖

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附錄C

等厚干涉測量法

附錄C

等厚干涉測量法

C.1在等厚干涉儀上測量平晶平面度時，應調(diào)整干涉條紋的間隔，使測量區(qū)域出現(xiàn)3或5

條干涉條紋。

C.2平面度F的大小，由通過直徑的最大彎曲量b與條紋間隔a的比值乘以λ/2(λ為所

用光源波長)來確定(見圖C.1)，即

2

a

b

F（C.1）

圖C.1等厚干涉示意圖圖C.1等厚干涉示意圖

C.3評估平面度時，當所測二截面出現(xiàn)的平面度符號相同時，取其中絕對值最大值為平

面度，符號相反時，則取兩者絕對值之和為平面度（見圖C.2）。

C.4工作面呈凸形時，平面度取正號；工作面呈凹形時取負號。符號的判別按下述方法

確定：

在圖C3的a或b輕輕加壓，如果條紋變密，加壓處是“接觸點”(或低級條紋所處位

置)；如果條紋變寬，則加壓另一端是“接觸點”。當條紋的曲率中心與“接觸點”同側，

則表明呈凸形，測得值取正號；反之，則表明呈凹形，測得值取負號。

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20

圖C.2等厚干涉示意圖

圖C.3等厚干涉示意圖

圖C.2等厚干涉示意圖

圖C.3等厚干涉示意圖

C.5測量結果減去標準平晶的平面度，方為被檢平晶的平面度。當被檢工作平晶直徑小

于或等于100mm時，應按下式計算標準平晶在該區(qū)域的平面度，即

96

2

96

F

d

F

(C.2)

式中：d為被檢平晶有效直徑；

F96為標準平晶在96mm范圍內(nèi)的平面度。

F96的確定可根據(jù)標準平晶平面度檢定結果其中心范圍內(nèi)的三點數(shù)據(jù)來確定。

例如標準平晶的數(shù)據(jù)：

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1-2截面為：0，+0.023μm，+0.035μm，+0.028μm，0；

3-4截面為：0，+0.025μm，+0.041μm，+0.029μm，0，

則1-2截面F96：010.0

2

)028.0023.0(

035.0

（μm）

3-4截面F96：014.0

2

)029.0025.0(

041.0

（μm）

則該平晶F96為0.014μm。(兩個截面取最大值)。

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附錄D

等傾干涉測量法

附錄D

等傾干涉測量法

D.1在等傾干涉儀上測量平晶平面度時，D150mm的平面平晶測量+70，+48，0，－48，

－70五點；D200mm的平面平晶測量+94，+70，+48，0，－48，－70，－94七點；210mm

長平晶測量七點(十字刻線位置)；310mm長平晶測量十點(十字刻線位置)。

D.2測量平晶平面度時，將被測平晶(或標準平晶)工作面朝上放在儀器工作臺上，在平晶

工作面上放置平晶專用支承架（支承架上的鋼球直徑為3.18mm，三個鋼球的直徑差應

小于0.1μm），然后將另一塊被測平晶工作面朝下放在支承架上，兩塊平晶由三個鋼球支

承形成一個平行空氣層，它位于等傾干涉儀光路中的聚焦點附近，并與光軸垂直，這時，

在干涉儀目鏡里可以觀察到一組等傾干涉環(huán)。

a)測量平面平晶平面度時，應放入平面平晶工作臺和平面平晶專用支承架。調(diào)整專

用支承架的三個支承點與工作臺支承點相重合，使工作臺從一端移至另一端時，兩端干涉

環(huán)的級數(shù)變化不超過一環(huán)。調(diào)整好測量位置，將儀器保溫門關好，按要求平衡溫度。

b)測量長平晶平面度時，應放入長平晶工作臺和長平晶專用支承架。調(diào)整專用支承

架的三個支承點與工作臺支承點相重合，使工作臺從一端移至另一端時，兩端干涉環(huán)的級

數(shù)變化不超過一環(huán)。然后將測微目鏡取下，裝上接長管，重新套上測微目鏡，調(diào)整目鏡焦

距(即調(diào)整接長管長度)，使在目鏡視場內(nèi)能同時見到照明光斑的像和上、下長平晶的十字

刻線，調(diào)整長平晶使各受檢點的十字刻線與長平晶工作臺運動方向平行，且通過光斑中心，

同時還要保證上、下十字刻線重合，再將零十字刻線調(diào)整到光斑中心，然后取下接長管，

安上測微目鏡，再次檢查干涉環(huán)變化，直到兩端干涉環(huán)的變化小于一環(huán)為止，將儀器保溫

門關好，按要求平衡溫度。

長平晶的支承架也可用量塊代替，兩塊量塊尺寸為3.5mm，尺寸差小于0.1μm，量

塊支承需研合在長平晶工作面的兩端。

D.3用等傾干涉儀測量平面度，實際上是測量空氣層厚度的變化，設各點空氣層的厚度

為H0，H1，H2…Hi+1…Hn-1，Hn等，則某一點i對兩端點連線的偏差Fi為：

in

n

i

n

i

i

HH

L

L

H

L

L

F

0

1(D.1)

式中：Fi─i點對0點與n點連線的偏差；

H0，Hi，Hn─0點、i點、n點空氣層厚度；

Li─i點到0點的距離；

Ln─n點到0點的距離。

設0點的空氣層厚度H0=ΔK0+K0，K0為0點空氣層厚度中干涉級數(shù)的整數(shù)部分，Δ

K0為其干涉級數(shù)的小數(shù)部分，其它各點Hi=ΔKi+K0，ΔKi為i點空氣層厚度減去K0而剩下

的干涉級數(shù)，若用干涉級數(shù)表示平面度偏差值，則

in

n

i

i

KK

L

L

K

Ln

Li

F

0

1(D.2)

當視場中干涉環(huán)直徑增大時表明空氣層厚度增大，當干涉環(huán)增大至中心又產(chǎn)生一新環(huán)

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23

時，則干涉環(huán)的整數(shù)部分增加一級；反之，當干涉環(huán)直徑縮小表明空氣層厚度減小，若干

涉環(huán)收縮至中心消失一個干涉環(huán)時，則干涉環(huán)的整數(shù)部分減少一級，0級干涉條紋可以任

意選定，一般在0點選K0為0級條紋，若K0×λ/2大于H0，則最里面的干涉環(huán)的級序為

0級；若K0×λ/2小于H0，則最里面的干涉環(huán)的級序為－1級，在0級環(huán)外第一環(huán)為－1

級，0級環(huán)外第二環(huán)為－2級；在0級環(huán)內(nèi)第一環(huán)為+1級，0級環(huán)內(nèi)第二環(huán)為+2級，依此

類推。0級環(huán)的確定應使ΔK0的絕對值小于0.5，一旦0級環(huán)選定后，其余各環(huán)的級序也

就確定，在測量過程中一定要記下干涉環(huán)的級序，某一點的干涉級數(shù)可用下式求出：

i

i

i

N

D

D

K

2

0

(D.3)

式中：

ΔKi——i點的干涉級數(shù)；

Di——i點所測干涉環(huán)直徑；

D0——標準干涉環(huán)直徑(干涉環(huán)級數(shù)為整數(shù)時，最里環(huán)直徑)

Ni——i點被測干涉環(huán)的級序，在0級環(huán)內(nèi)為正，在0級環(huán)外為負。

標準干涉環(huán)直徑D0是根據(jù)空氣層厚度確定的儀器常數(shù)，由儀器出廠及周期檢定時提

供，也可以通過實測確定，可由下式求出：

22

10ii

DDD

(D.4)

式中：Di+1與Di─相鄰兩環(huán)的直徑。

D.4各截面的平面度由所測截面各點的最大值與最小值之差確定。工作平晶平面度的評

定參照附錄C第3條。

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附錄E

四面互檢法檢定長平晶數(shù)據(jù)處理示例

表E.1

附錄E

四面互檢法檢定長平晶數(shù)據(jù)處理示例

表E.1

檢定

位置

(mm)

干涉

環(huán)級

序N1

干涉環(huán)直徑(mm)干涉

環(huán)級

數(shù)Ki

△Ki=

Ki-K0

Ei=

(Li/Ln)

△Kn

△i=

Ei-△Ki

Fi=

△iλ/2

溫度

(℃)

備注

d1d2

D1=

d1-d2

006.103.232.870.5250000

19.5

A

B

組

合

30+15.753.602.151.2950.7700.016-0.754-0.222

60+16.333.053.281.6861.1610.032-1.129-0.333

90+16.482.903.581.8171.2920.048-1.244-0.367

120+16.402.983.421.7461.2210.064-1.157-0.341

150+15.923.552.371.3580.8330.080-0.753-0.222

18006.293.173.120.6210.0960.09600

檢定

位置

(mm)

干涉

環(huán)級

序N1

干涉環(huán)直徑(mm)干涉

環(huán)級

數(shù)Ki

△Ki=

Ki-K0

Ei=

(Li/Ln)

△Kn

△i=

Ei-△Ki

Fi=

△iλ/2

溫度

(℃)

備注

d1d2

D1=

d1-d2

006.023.462.560.4180000

19.8

A

C

組

合

3006.752.614.141.0930.6750.032-0.643-0.190

60+16.153.302.851.5181.1000.065-1.035-0.305

90+16.383.013.371.7241.3060.098-1.208-0.356

120+16.223.292.931.5471.1290.130-0.999-0.295

150+15.533.931.601.1630.7450.162-0.583-0.172

18006.323.223.100.6130.1950.19500

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25

表E.1（續(xù)）表E.1（續(xù)）

檢定

位置

(mm)

干涉

環(huán)級

序N1

干涉環(huán)直徑(mm)干涉

環(huán)級

數(shù)Ki

△Ki=

Ki-K0

Ei=

(Li/Ln)

△Kn

△i=

Ei-△Ki

Fi=

△iλ/2

溫度

(℃)

備注

d1d2

D1=

d1-d2

006.203.332.870.5250000

20.5

A

D

組

合

3006.842.614.231.1410.616-0.030-0.646-0.191

60+16.173.382.791.4960.971-0.061-1.032-0.304

90+16.283.283.001.5741.049-0.091-1.140-0.336

120+16.013.562.451.3830.858-0.121-0.979-0.289

15006.702.823.880.9600.435-0.152-0.587-0.173

18005.973.652.320.343-0.182-0.18200

檢定

位置

(mm)

干涉

環(huán)級

序N1

干涉環(huán)直徑(mm)干涉

環(huán)級

數(shù)Ki

△Ki=

Ki-K0

Ei=

(Li/Ln)

△Kn

△i=

Ei-△Ki

Fi=

△iλ/2

溫度

(℃)

備注

d1d2

D1=

d1-d2

006.513.333.180.6450000

20.0

B

C

組

合

3006.962.794.171.1090.4640.004-0.460-0.136

60+16.043.742.301.3370.6920.008-0.684-0.202

90+16.223.622.601.4310.7860.012-0.774-0.228

120+16.263.542.721.4720.8270.016-0.811-0.239

150+15.933.922.011.2580.6130.020-0.593-0.175

18006.563.323.240.6690.0240.02400

市場監(jiān)管總局

JJG28—2019

26

表E.1（續(xù)）表E.1（續(xù)）

檢定

位置

(mm)

干涉

環(huán)級

序N1

干涉環(huán)直徑(mm)干涉

環(huán)級

數(shù)Ki

△Ki=

Ki-K0

Ei=

(Li/Ln)△

Kn

△i=

Ei-△Ki

Fi=

△iλ/2

溫度

(℃)

備

注

d1d2

D1=

d1-d2

006.423.622.800.5000000

19.4

B

D

組

合

3006.943.033.910.9750.4750.020-0.455-0.134

60+15.954.081.871.2230.7230.039-0.684-0.202

90+16.143.902.241.3200.8200.058-0.762-0.225

120+16.253.722.531.4080.9080.078-0.830-0.245

150+15.844.161.681.1800.6800.098-0.582-0.172

18006.573.463.110.6170.117000

檢定

位置

(mm)

干涉

環(huán)級

序N1

干涉環(huán)直徑(mm)干涉

環(huán)級

數(shù)Ki

△Ki=

Ki-K0

Ei=

(Li/Ln)△

Kn

△i=

Ei-△Ki

Fi=

△iλ/2

溫度

(℃)

備

注

d1d2

D1=

d1-d2

007.322.854.471.2740000

19.2

C

D

組

合

30+16.733.473.261.6780.4040.062-0.342-0.101

60+17.123.074.052.0460.7720.125-0.647-0.191

90+26.044.151.892.2280.9540.188-0.766-0.226

120+26.024.241.782.2020.9280.250-0.678-0.200

150+17.113.104.012.0250.7510.312-0.439-0.130

180+16.733.543.191.6490.375000

市場監(jiān)管總局

JJG28—2019

27

表E.2表E.2

檢定位置(mm)

工作面無自重變形平面度(μm)

平晶A平晶B平晶C平晶D

00000

30-0.1