CSTM-光纤传像元件分辨率测试方法编制说明

密级：公开CSTM团体标准编制说明（征求意见稿）标准名称光纤传像元件分辨率测试方法主编单位中国科学院西安光学精密机械研究所参编单位长春理工大学、中国建筑材料科学研究总院有限公司、南京春辉科技实业有限公司和北京玻璃研究院

《光纤传像元件分辨率测试方法》编制说明任务来源及计划要求经中国材料与试验团体标准委员会（CSTM标准委员会）光电材料及产品领域委员会审查，CSTM标准委员会批准CSTM标准《光纤传像元件分辨率测试方法》由中国科学院西安光学精密机械研究所牵头，项目公告文件号：材试标字[2020]175号，归口管理委员会为CSTM/FC60、TC01光电材料及产品领域委员会光学玻璃标准化技术委员会，标准计划编号为CSTMLX600100490-2020。编制说明编制原则本标准符合国家有关法规和政策，贯彻贯彻执行国家标准、国家军用标准和行业标准的有关规定，充分吸收适用于本技术要求的相关国家标准、国家军用标准的内容，与相关标准协调一致。本标准的构成、内容、文字的表述、条文的编排、文件的引用等符合GB/T1.1—2020，GB/T20001.4给出的规则要求。编制出的标准应具有先进性、适用性、科学性和可操作性。工作分工本标准由中国科学院西安光学精密机械研究所牵头，长春理工大学、中国建筑材料科学研究总院有限公司、南京春辉科技实业有限公司和北京玻璃研究院为联合承研单位。具体分工如下：1）中国科学院西安光学精密机械研究所负责大纲的汇总、征求意见的组织和归纳；2）长春理工大学负责标准项目研制申请报告和测试方法的确定，标准的起草及编制；3）中国建筑材料科学研究总院有限公司、南京春辉科技实业有限公司和北京玻璃研究院负责协助征求意见的组织和归纳反馈。自接到标准任务后，根据电子科技大学李炳成教授的提议，根据计划要求成立了由中国科学院西安光学精密机械研究所、长春理工大学、中国建筑材料科学研究总院有限公司、南京春辉科技实业有限公司和北京玻璃研究院的相关技术人员和标准化人员共同组成的项目编制组,并编制了标准编制计划表，按照计划表开展具体工作。结合中国科学院西安光学精密机械研究所长期积累的经验及调研情况进行分析，前期在西安召开了标准意见征求会，邀请了西安飞秒，南京春辉等科研和生产单位，结合这些单位的科研生产实际情况，确定了光学显微分析为基础的光纤传像束分辨率测试方法，西安飞秒提供了部分光纤传像束的测试结果，与长春理工大学的测试结果相互校验，编制出了标准草案。标准草案完成后，2020年7月和长春理工大学组织项目组进行了讨论，确定了修改原则，并对标准草案进行了修改完善，最终形成标准征求意见稿初稿。主要技术内容的说明范围主要是基于光纤传像元件中光纤排列规律，针对光纤传像元件分辨率的测试仪器、测试步骤和数据处理等内容做出规定，本标准使用于光纤传像束、光纤面板、光纤光锥等光纤传像元件分辨率的测量。分辨率分辨率是本标准的核心要点，也是影响光纤成像质量的一个重要指标，是各个光纤成像器件生产厂家在产品生产、销售时所必须提供的一个关键技术指标。本标准采用光学显微镜测试端面与单纤直径计算的分辨率，测试的分辨率表征为像元数，结果直观，准确率高。正六边形假设分辨率计算的一个重要假设三正六边形假设，是本标准的另一个核心要点。在光纤传像元件制备过程中，通常选择紧密排列的形式。光纤紧密排列时，相邻光纤之间的排列以正六边形为最密堆结构。因此本标准采用正六边形排列形式为基础进行分辨率计算，从理论上讲更为合理，实践结果也表明正六边形假设误差小，低于0.5%，在大多数情况下均能满足对分辨率表征的精度要求。测试原理和方法在2019年，本标准项目组召集国内有关专家对测试原理和方法进行了讨论，最后认为光学显微镜为光纤传像元件研制/生产单位的必备设备，且该方法简单、适用性强，有利于作为CSTM团体标准的推广。现有针对光学纤维传像元件的国家标准（GB/T26597-2011），其中针对分辨力的测试方法采用“可以区分观测到的目标上两点的最小间隔定义为分辨极限，其倒数即为分辨力，是分辨图像细节的能力”。GB/T26597-2011测试过程中需要使用经标定的基准分辨力靶标，且得到的测试结果体现的是分辨图像的能力，无法直接得到光纤的单元直径及其单位面积光纤的数量。根据光纤传像元件中光纤的排列特点，选用光学显微镜作为测试工具，可实现光纤传像元件分辨力的测试。该方法操作简单、仪器设备需求低，且只需测试人员熟练掌握显微镜使用方法即可，无需专业培训即可实现。因此，作为团体标准，本标准的适应性较广，且精度也有保障。测试方法和步骤根据光纤的排列规律和光学显微的基本原理，测试光纤外径D和单纤直径d，利于公式计算可获得光纤的分辨率N，计算量不大。标准中对光纤外径D和单纤直径d的数据采集量未做上限规定，使用标准者可根据自己对结果精度的需求采用统计学法进行优化。试验验证的情况和结果长春理工大学材料科学与工程学院是国内最早从事光纤传像束研制生产的单位之一，合作单位中国科学院西安光学精密机械研究所具有丰富的光纤传像元件的制备经验，在总结过年研究生产经验的基础上，使用单位制定的光纤传像元件分辨力的测试方法，对光纤传像元件分辨力测试所需的试验设备、试验条件、试验程序等进行规范，统一试验流程，保证试验结果的可比性和可再现性。对几种常见光纤传像元件测试的验证：对石英光纤传像束测试情况：样品1光纤外径D10.498mm光纤外径D20.500mm光纤外径D30.502mm光纤外径D0.500mm光纤中心距d13.8μm光纤中心距d13.9μm光纤中心距d14.0μm光纤中心距d3.9光纤分辨率N12097暗丝数6实际排丝数：12000误差为：+97，小于0.8%。对硫系光纤传像束测试情况：样品1光纤外径D113.96mm光纤外径D214.00mm光纤外径D314.04mm光纤外径D14.00mm光纤中心距d1116.2μm光纤中心距d1120.0μm光纤中心距d1123.8μm光纤中心距d120光纤分辨率N9919暗丝数3实际排丝数：10000误差为：-81，-0.81%。采用国际先进标准的情况目前未发现国际上针对光纤传像元件分辨率测试的相关标准，因而未采用。标准涉及的知识产权情况说明无。与现行法律法规、标准的关系本标准符合我国目前法律、法规的