第1章 基本光学量的测试技术

1、 2021-7-42 1.概述 2021-7-44 2021-7-45 2021-7-46 tan 2 0 0 f y tan 2 f y 2 2 0 0 f y f y 0 0 y y f f 2021-7-47 DCD yk f f 0 0 0 111 1 2 2 2 2 0 2 2 2 2 0 0 0 k y D f f kyDff 2021-7-48 / 0 0 f f 0 y D k kB / %15. 0001. 0 6 003. 0 24 005. 0 001. 0 2 22 2 f f %24. 0 f f 2021-7-49 pN f y y f 1 2 2021-7-410

2、 精密测角法测量原理图 tan 0 y f 2021-7-411 2021-7-413 a f U 夫朗和斐圆孔衍射图艾里斑 2 1 0 2 )(2 a J II 2021-7-414 a 2 2021-7-415 a f U 夫朗和斐圆孔衍射图艾里斑 2021-7-416 2021-7-417 Da 61. 0 2 61. 0 2 1 max 61. 0 00max f D fd 2021-7-418 /5 . 0tanfDU UU max max sinUnNA 2021-7-419 f D f D fx 042. 1)636. 1678. 2()( 12 18060 3 250 x f

3、D 21. 0 2021-7-420 2021-7-4 22 2021-7-423 2021-7-424 F D f 22. 1 22. 1 0 F02. 1 0 F947. 0 0 2021-7-425 f a 0 0 1 N 0 2021-7-426 D 22. 1 D 02. 1 D 947. 0 F22. 1 1 F02. 1 1 F947. 0 1 NA 61. 0 NA 51. 0 NA 47. 0 2021-7-427 33 coscos 11 NN t t coscos 11 NN s s 100 80 60 0 40 20 204060 Nt / N, N s/ N (%)

4、Ns / N Nt / N 理论分辨率随视场理论分辨率随视场变化的曲线变化的曲线 2021-7-428 2021-7-429 94387. 02/1 12 q 2.1 分辨率图案分辨率图案 ZBN35003-89国家专业标准图案例：国家专业标准图案例： 线条宽度线条宽度 宽度宽度P按等比级数按等比级数 规律依次递减规律依次递减 PP0 q n-1 ；P0160m； ； n185 P841.25m 分组分组 将将85种不同宽度的分辨率线种不同宽度的分辨率线 条分成七组，通常称为条分成七组，通常称为1号到号到7号板，号板， 即即A1A7分辨率板。分辨率板。 每号分辨率板包含有每号分辨率板包含有25

5、种不同宽度的分辨率线条；种不同宽度的分辨率线条； 相邻两号分辨率图案之间有一部分单元是彼此重复的相邻两号分辨率图案之间有一部分单元是彼此重复的 ； 同一宽度的分辨率线条又按四个不同的方向排列构成一同一宽度的分辨率线条又按四个不同的方向排列构成一 个个“单元单元” 2021-7-430 c f ) ( 206265 2 c f P a 2021-7-431 )(mm / -1 0 ffNN c 2021-7-432 1 cos 1 fx 33 2 cos 1 2 cos 1 cos 2 c tt f f Pa f P 22 0 coscos 2 1 N f f N P N c t t 2021-

6、7-434 2 cos 1 2 cos 1 cos 2 c tt f f Pa f P 22 0 coscos 2 1 N f f N P N c t t coscos 2 1 0 N f f N P N c s s 2021-7-435 2021-7-436 2021-7-437 2021-7-438 2021-7-439 2021-7-440 11111 cossinxyr 11111 11 11111 1 cossin ( ,) 0 cossin xyr T x y xyr 2021-7-441 1 11 1 11 1 cossin , 0 cossin rWW xyRWW T rWWx

7、y xyR 1 11 cossin rWW xyR 2021-7-442 22 ( , )()W x yD xy 1 11 cossin 2 r xy DR 1 0 1 2 r x DR 2021-7-443 1 2 r x DR 2021-7-444 22222 ( , )()()W x yA xyD xy 22 1 11 2 2 ()( cossin) r A xyDxy R 2021-7-445 32 1 0 24 rD yxy AAR 2021-7-446 32 1 0 24 rD yxy AAR 32 0 2 D yxy A 22 2 0 D yx A y 2021-7-447 刀口

8、阴影法检验 1. 刀口阴影法基本原理 刀口阴影法检验 1. 刀口阴影法基本原理 2021-7-449 刀口阴影法检验 1. 刀口阴影法基本原理 2021-7-450 2021-7-451 2021-7-452 2021-7-454 2021-7-455 2021-7-456 dd) , ,(),() , (vuvuvuhvuovui 2021-7-457 vuvuvuhvuovuidd) , ,(),() , ( 2021-7-458 ),() , ,(vvuuhvuvuh 2021-7-459 vuvvuuhvuovuidd),(),() , ( 2021-7-460 2021-7-461

9、vuvuh vuh vuPSF dd),( ),( ),( vuvvuuPSFvuovuidd),(),() ,( 2021-7-462 vuvvuuPSFvuovuidd),(),() ,( ),(),(),(srOTFsrOsrI vusvruvuPSFsrOTFdd)(j2exp),(),( 2021-7-463 ( , )( , )expj( , )OTF r sMTF r sPTF r s 2021-7-464 vuruvuPSFrOTFdd)j2exp(),()0 ,( 1 vvuPSFuLSFd ),()( 2021-7-465 uuruLSFrOTFd)j2exp()()( )

10、(jexp)()(rPTFrMTFrOTF 2021-7-466 uuuouLSFuuuLSFuouid)()(d)()() ( 2021-7-467 )2cos()( 0 urIIuo a 2021-7-468 )(2cos)( 2sin)(2cos)( 2sind2sin)( 2cosd2cos)()( 0 0 0 rPTFrurMTFII rurHIrurHII ruuruuLSFI ururuuLSFIIui a saca a a uruuLSFrH uruuLSFrH rHrHrPTF rHrHrMTF s c c sc d)2sin()()( d)2cos()()( )(/ )(a

11、rctan)( )()()( s 22 2021-7-469 )( )( )( 0 rC rC rMTF i minmax minmax II II C )(jexp)()(rPTFrMTFrOTF 2021-7-471 2 ( , )( , )expj() d dASF u vCP x yuxvyx y R 2021-7-472 2 ( , )exp j( , ) ( , ) 0 A x yW x y P x y 在光瞳内 在光瞳外 2021-7-473 * ( , )( , )( , )PSF u vASF u v ASF u v * ( , )( , )exp 2j()d d ( , )

12、(,)d d G OTF r sPSF u vrusvu v cP x y P xx yy x y 2 ( , )( , )expj() d dASF u vCP x yuxvyx y R 2021-7-474 / / x y fxR fyR y x x y G 光瞳 位移光瞳 光瞳位移的重叠区 O O x y 2021-7-475 (,)d d = xy G G OTF ffcx y S 2021-7-476 2sin2 () x OTF f c D f R x 2021-7-477 2021-7-478 2021-7-479 2021-7-480 2021-7-481 )(2cos)()(

13、 0 rPTFrurMTFIIui a 2021-7-482 )()(2cos)()( d) () () ( 1110 111 rPTFrPTFrurMTFrMTFII uuuiusui a )( ),( 1 rPTFrMTF 2021-7-483 )()()()( 1 rOPTrSrOrI )( 1 rI 2021-7-484 ururruIuo)(52cos 5 1 )(32cos 3 1 2cos 4 1)( 0 )5( )(52cos)5( 4 5 1 )3()(32cos)3( 4 3 1 )(2cos)( 4 1) ( 0 rPTFurrMTF rPTFurrMTF rPTFrur

14、MTFIui 2021-7-485 光学传递函数测试技术 2. 光学传递函数测试原理及方法 )5( )(52cos)5( 4 5 1 )3()(32cos)3( 4 3 1 )(2cos)( 4 1)( 0 rPTFtrrMTF rPTFtrrMTF rPTFt rrMTFIti t t t Vtu rVrt 2021-7-486 )(2cos)( 4 )( 0 rPTFt rrMTFIti t 2021-7-487 2021-7-488 cos 0 rr 2021-7-489 2021-7-490 2021-7-491 2021-7-492 2021-7-494 yxsyrxWyxWiCsx

15、OTF G dd),(),( 2 exp),( 2021-7-495 2021-7-496 轴外点理论分辨率与轴 上点理论分辨率的关系 M t C P P M C O u P P u f f u MC sin 61. 0 cosDPPD cos/ff 22 coscos 1 sin 61. 0 2 61. 0 sin 61. 0 u f Du 3 coscos t 33 coscos 11 NN t t 2021-7-497 cos/ff coscos 1 sin 61. 0 u s coscos 11 NN s s 2021-7-498 250 eqf mm 1 2 1 21 21 12 1 11 eq