望远镜视度光学测量资料

1、第四章 望远系统视度、视差检验4-1 望远系统视度检验一、视度的概念1、人眼的视度正常眼远视眼近视眼以上均以放松状态下的视度，称为远点视度。2、人眼的调节视度与年龄有关，见表101520253035404550-14-12-10-7.8-7.0-5.5-4.5-3.5-2.5SD 明=SD 远+SD 调SD 近=SD 远 +SD 调正常眼，年龄 40SD 明=0+（-4.5）=-4.5 近视眼，年龄 40（200 度）SD 明=-2+（ -4.5） =-6.5 3、视度的单位（虚光度）SD=1/L 米（ L 以米为单位） SD=1000/L（mm）（ L 以毫米为单位） 200 度近视镜SD=

2、1/0.5=24、人眼不用调节可看清朝米以外物体为 0.2 屈光度 二、目视仪器的视度目镜出射光束的会聚和使散程度1、望远系统的视度1）有分划板2）无分划板2、望远镜移动量与视度 bl=-f目2f 2b=- f 目 = -f目2SD（f目以 m 为单位）f 2b=- f 目 SD（ f 以 mm 为单位）10003、公称尺过与公公差1）可调视度公称尺寸： 0.5（届光度）公差：零视度 0.5其它视度： D 3mm 0.5D 3mm 12）固定视度公称尺寸 -0.5 -1公差0.5三、视度检验1、普通视度筒( 1.5 2.5)1) 原理 xx=-f 2 -x-f+x=-l+cx=l+f-c+xx

3、=-f 2l f c xf 2 l f 视放大倍率视场物镜焦距视度刻度值范围格值4x12780.082.50.256x830124.642.50.251000 f SD f 普通视度角技术数据2) 方法（1）调节视度简日镜，使分划板最清楚（2）被测系统视度规零（3）将被测系统放在平行光管前，光轴基本重合，将视度筒物镜和 被测系统出 基本重合（4）移 动视度筒物体，使被测系统及平行光管划板象重合（5）看视度筒视度刻度是否为零（6）其它视度同样3）误差分析（1）清晰度法SD 1 (0.29 4 2 )SD 3 TD 3D 2（2）清视差法DT11.5234564X0.420.250.130.080

4、.060.046X0.110.090.050.031 0.582、大量程视度角 6.5 7.5SD3 T(D T2d)由于视度角的物镜是按望远镜设计的， 在于行光入射的条件下使 用，如偏离较大，象质明显变坏，故普通视度筒测量范围为 1.5 2.5。对于要求 5 屈光度的仪器，量程不够，采用大量程视度角 原理 1 1 1 SDsL L f sSD-SD=SDsSD=SD-SDsSD由普通视度筒测得SDs 视度透镜的光焦度1 1 1L L fs111SD SD SDsL L fs sSD SD SDs可见，如被测系统视度较大，用普通视度筒量称不够时，可用一 块和被测视度符号相反的视度透镜抵消一部分

5、视度， 然后用普通视度 筒测量。大量称视度筒共十块，视度值分别为：SDs= 1, 2, 3, 4, 5视度透镜尽量和出瞳重合， 且和普通视度 尽量靠近， 以减小测3、半透镜视度筒 4-2 望远系统视差检验一、视差的概念1、视差的形成及定义 例：电流表、邮局里的称带反射镜的电流表定义：当我们观察位于眼瞳视轴上两个物点式象差时， 若它们距眼瞳 的距离不等， 则当眼睛垂直于视轴移动时， 会出现两物点式象差间有 错位，这种现象中视差。产生视差的充分必要条件是 b 0,D=0，消除方法是 b=0或 D=0。2、光学仪器的视差 光学仪器中，若成象面和分划板刻线面不重合，同样产生视差。3、望远系统的视差无限

6、远物体经物镜的成象面不和分划板刻线面重合时， 眼睛垂直 光轴移动，则观察到象点和分划板上不同点重点（错位） 。（1）引起瞄准误差（物方）bf 目2）光轴上象点和分划板中心的视度不同或说成象面和分划板面视度不同（象方）SD 象 =0SD 分 = 1 L4、望远系统的视差表达式（1）用物方瞄准角误差表示（角视差）bD af 目bDf 目 f 物（弧度）bDf目 f 物3438（分）2）图象方视度差表示（视度视差）SD 象 =0SD 分 =f 目SD SD分 SD象b2 （以m为单位）1020b （以毫米为单位 ）f目f 目SD1000bfSD 象 = b12 ;SD分 f目 2分b2f 目SD S

7、D分b21 0 0b03）角视差和视变视差的关系f 目 f 物 bD 34381000 f 物 f目0.29f 目23438D DSD 0.29DSD5、望远系统视差的给定（1）应指明对哪两个标记消视差，望远系统一般是对物镜焦平面和分划板刻线消视差（2）应指明视场中哪一部分消视差，视场中心还是边缘，一般 指中心（3）视差引起的瞄准角误差应小于总的瞄准误差瞄准、观察仪器一般用角视差给出系统高精度、大倍率系统1一般瞄准系统2一般观察系统3一般准直系统48体视仪器一般以视度视差给出Dmm122334455 以上SD0.70.50.40.30.25、 视差的测量1、检验角视差的方法c f 0 （弧）

8、f0 （分） 0.00029 f 0 （分）3438如果平行光管双刻线为准， 眼睛摆动时， 分划刻线和眼睛移动方 向一到说明它位于双刻线后，反之为前。测量精度： 1.5 32、检验视度视差的方法1） 用普通视度筒检验（1）视度筒根据测量者调好视度（2）视测系统视度规零（3）分别测无限远物体的象和分划板的视度，两视度之差即为 视度视差。2） 用半透镜视度角检验3）用主体视差仪检验体视效应21= B BD 2 D1当胶合棱镜位于中间位置， 如上图所示， 两狭缝均按 光轴上光 线，此时无论在无视差，平行光管分划板的象和被测系统标记重合。当棱镜上移时，如无视差，视场不会变化，但有视差时，如色笔 所示。

9、直体视效应棱镜下移，情况相反例 1：用可调前置镜法调棱平行光管，已知 f=550mmD/f=1/10,f 0=1200mm,D0/f0=1/10,f目=25mm, 选何种方法调焦，求调焦误差。( 0.56 , 1, 0.25,d 2mm,D 1.146)解：1、清晰度法SD(0.29 )2 (34D2)213 (04.829551)2 (43 05.5526)20.000156(屈光度)2、消视差法1 0.58SD1 0.580.000249(屈光度 )3 2(D d)2例 2、用自准直法调校平行光管，已知 f=550mm, Df 110,反射镜口径D0=100mm，f目=25mm，选何种方法

10、调焦，调焦误差。550 x 55解：2.2x,D2.5mm25 221、清晰度法SD6 0.292 2 4 26 ( D ) (3D2 )6 (0.29 1)2 (4 0.526)20.000199(140)6 22 55 3 5522、消视差法6 0.58SD 0.000081562(D d )2例 3、用光学球径仪测一凹面曲率半径， 已知显微镜 NA=0.25, 物 10x , f目 =15.625mm,被测件 D=50， 250mm, 面形误差 N=4， 差 R1 0.002mm 。解：nysinv=nsinvysinv= y NA NA y 物D sinv f 目 NA f 目 物f0

11、25 15625 039mm10物 目 10 15265205 160例4 4-3 剪切干涉法测波象差、概述 1、干涉条件：频率相同、位相差恒定，振动方向相同2、产生干涉的方法1） 波前分割法 bc, 0, d 光源尺寸受限制，干涉条纹亮度小。2）振幅分割法， 可参为零，如平板玻璃干涉，光源可为扩展光源， 干涉条纹亮度大。所以实用的干涉测量装置均采用振幅分割法。3、一般干涉装置均需一标准波面， 即参考反射镜、 被测件尺寸大小， 参考反射镜尺寸也大，干涉仪结构庞大。4、剪切干涉仪于 20 世纪 40 年代提出，用波面错位产生干涉条纹， 可不用参考波面，分为二、横向剪切干涉测量原理1、横向剪切的产

12、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，0 ，故光源尺寸受限制d bs,s,bs l (球面波 )ls平面波时 bs fs3、波面形状与干涉条纹 原始波面 W( x,y)剪切波面 W(x-s,y) 有初级球差、慧差、象散的波面数字表达示W(x,y)=A(x2+y2)2+By(X 2+y2)+c(x2+3y2)1) 球差(初级)W(x,y)=A(x2+y2)2w(x s,y) w s 4A(x2 y2 )x s N x 的三次曲线x3)初级慧差W(x,y)=By(x2+y2)w( x s,y) w s 2Bxy s Nx以 x,y 轴为渐进线xw(x,y s) w s B(x

13、 3y )s N y的双曲线y3）初级象散22W(x,y)=c(x2+3y2)w( x s,y)w s 2cx s N x xww( x,y s)s 6cy s Nyy4）平行引起的波差（焦点向 x,y 方向离焦）wx Ex Nxx , w(x,y s) Ey N y5) 移斜引起的波差wx Fx N xwy Fy N y6) 离焦引起的波差三、由剪切干涉圆求原始波面1、一维剪切干圆的图解分析法w(x) w(x) w(x s)1)原理 (x) (x) (x s) 1点 x s, w(s) w(S) w(0)2点 x 2s, w(2s) w(2s)-w(s)3点 x 3s, w(3s) w(3s

14、)-w(2s)令 w(0) 0, 则w(s)w(s)kw(ks)w(s)w(2s)w(ks) w(is)i101234w(x)00.75-1-0.5-0.25w(x-s)00.75-1-0.5-0.25w(s)=w(x)-w(ix-s)-0.75-0.250.50.25W(ks)00.75-1-0.5-0.252)无倾斜波面的干涉条纹3)有倾斜波面波差56789100-0.25-0.5-1-0.7500-0.25-0.5-1-0.7500.25 0.25-0.25-0.5 0.250.750-0.25-0.5-1-0.75001234w(x)0-0.75-1-0.5-0.25w(x-s)0-0.75-1-0.5-0.25N(x) w(is)=w(ix) -w (ix-s) -0.75-0.250.50.25Q(x)0.50.4-0.3-0.2-0.1M(x)=N(x)+Q(x)-0.5 -1.15-0.550.30.15N(x) =M (x) -Q(x)N(x) =M (x) -Q(x)56789100-0.2