光學(xué)測量與光學(xué)工藝知識點答案

名目第一章根本光學(xué)測試技術(shù) 2\l“_TOC_250003“其次章光學(xué)準(zhǔn)直與自準(zhǔn)直 5\l“_TOC_250002“第三章光學(xué)測角技術(shù) 9\l“_TOC_250001“第四章：光學(xué)干預(yù)測試技術(shù) 12\l“_TOC_250000“第六章：光學(xué)系統(tǒng)成像性能評測 15第一章根本光學(xué)測試技術(shù)對準(zhǔn)、調(diào)焦的定義.目的;對準(zhǔn)又稱橫向?qū)?zhǔn)，是指一個對準(zhǔn)目標(biāo)〔？〕與比較標(biāo)志〔？〕在垂直瞄準(zhǔn)軸〔?〕方向像的重合或置中。例：打靶、長度度繪人眼的對準(zhǔn)與未對準(zhǔn)：對準(zhǔn)的目的：1瞄準(zhǔn)目標(biāo)〔打靶〕;2.準(zhǔn)確定位、測量某些物理量〔長度、角度度量〕。調(diào)焦又稱縱向?qū)?zhǔn)，是指一個目標(biāo)像〔？〕與比較標(biāo)志〔？〕在瞄準(zhǔn)軸〔？〕方向的重合。人眼調(diào)焦：調(diào)焦的目的:1使目標(biāo)與基準(zhǔn)標(biāo)志位于垂直于瞄準(zhǔn)軸方向的同一個面上，也就是使二者位 于同一空間深度；2.使物體〔目標(biāo)〕成像清楚：3確定物面或其共軌像面的位置一肯定焦。人眼調(diào)焦的方法及其誤差構(gòu)成； 常見的調(diào)焦方法有清楚度法和消視差法。清楚度法是以目標(biāo)與比較標(biāo)志同樣清楚為準(zhǔn)。調(diào)焦誤差是由于存在幾何焦深和物理焦深所造成的。消視差法是以眼鏡在垂直平面上左右搖擺也看不出目標(biāo)和標(biāo)志有相對橫移為準(zhǔn)的。誤差來源于人眼的對準(zhǔn)誤差?！蚕暡罘ㄌ攸c：可將縱向調(diào)焦轉(zhuǎn)變?yōu)闄M向?qū)?zhǔn)；可通過選擇誤差小的對準(zhǔn)方式來提高調(diào)焦準(zhǔn)確度：不受焦深影響〕對準(zhǔn)誤差、調(diào)焦誤差的表示方法；對準(zhǔn)誤差的表示法：人眼、塑遠(yuǎn)系統(tǒng)用張角表示；顯微系統(tǒng)用物方垂軸偏離量表示；調(diào)焦誤差的表示法：人眼、望遠(yuǎn)系統(tǒng)用視度表示；顯微系統(tǒng)用目標(biāo)與標(biāo)志軸向間距表示；常用的對準(zhǔn)方式；常見的對準(zhǔn)方式有壓線對準(zhǔn)，游標(biāo)對準(zhǔn)，夾線對準(zhǔn)，叉線對準(zhǔn)，狹縫叉線對準(zhǔn)或狹縫夾線對準(zhǔn)。光學(xué)系統(tǒng)在對準(zhǔn)、調(diào)焦中的作用；提高對準(zhǔn)、調(diào)焦精度，減小對準(zhǔn)、調(diào)焦誤差。提高對準(zhǔn)精度、調(diào)焦精度的途徑；使用光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)展對準(zhǔn)，調(diào)焦；光電自動對準(zhǔn)、光電自動調(diào)焦；光具座的主要構(gòu)造；平行光管〔準(zhǔn)直儀〕：帶回轉(zhuǎn)工作臺的自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡〔前置鏡〕：透鏡夾持器：帶目鏡測微器的測量顯微鏡：底座平行光管的用途、簡圖；作用是供給無限遠(yuǎn)的目標(biāo)或給出一束平行光。簡圖如下：三種自準(zhǔn)直目鏡的光路簡圖；1虎線框中所示:23自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡、自準(zhǔn)直顯微鏡〔構(gòu)成、光路簡圖〕；自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡由自準(zhǔn)直目鏡，物鏡和平面鏡構(gòu)成，由不同的自準(zhǔn)直目鏡構(gòu)成的自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)1、2、3所示自準(zhǔn)直顯微鏡由自準(zhǔn)直目鏡，物鏡和球面鏡構(gòu)成。將自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡中的平面鏡換成球面鏡即是自準(zhǔn)直顯微鏡。放人率法的原理簡圖及測量裝置;原理簡圖：平行光管物鏡 被測物鏡測量裝置：光具座〔光源.波羅板、平行光管、測量顯微鏡〕放人率法焦距測量計算：y放人率法焦距測量中的留意事項；負(fù)透鏡〔測量顯微鏡工作距離〕光源光譜組成〔色差〕被測鏡頭像質(zhì)II徑焦距〔球差〕NA其次章光學(xué)準(zhǔn)直與自準(zhǔn)直準(zhǔn)直、自準(zhǔn)直的概念；準(zhǔn)直：獲得平行光束自準(zhǔn)直：利用光學(xué)成像原理，使物和像都在同一個平面上并重合的方法準(zhǔn)直的目的、用途：獲得平行光束實現(xiàn)準(zhǔn)直的方法；激光束：很好的方向性、很高的亮度，是直線性測量的抱負(fù)光束進(jìn)一步提高激光束準(zhǔn)直性〔平行性〕，可承受激光束的準(zhǔn)直技術(shù)利用倒裝望遠(yuǎn)鏡法，實現(xiàn)激光束的準(zhǔn)直自準(zhǔn)直儀的類別；自準(zhǔn)直儀一般指自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡和自準(zhǔn)直顯微鏡。實現(xiàn)自準(zhǔn)直的方法；自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡法測量平行差的原理；實質(zhì)上是測量透亮玻璃平板平行度的自準(zhǔn)直原理。sisi〔p刃sin〔2^〕2nn什么是第一平行差、其次平行差；Qi：棱鏡開放后的玻璃板在主截面內(nèi)的不平行度誤差，是由于棱鏡主截面內(nèi)的角度誤差引起的。其次光學(xué)平行差6.1：棱鏡開放后的玻璃板在垂直于主截面方向上的不平行度誤差,是由棱鏡的各個棱不平行而造成的，也稱棱差或塔差。直角棱鏡 量原理；?=nOI—2〃你0〃=nOu備二厶―45。二 45厲— 。自準(zhǔn)直顯微鏡法測量球面曲率半徑的原理、簡圖:凹面鏡：p2即測量方法為移動自準(zhǔn)直顯微鏡使之分別定焦在彼測球面的圓心和定點處，兩次聚焦自準(zhǔn)直顯微鏡移動的距離即為球面曲率半徑。自準(zhǔn)直顯微鏡法測量透鏡頂焦距的原理、簡圖:自準(zhǔn)直顯微鏡法一般不用于測負(fù)透鏡的焦距、頂焦距第三章光學(xué)測角技術(shù)周密測角儀的主要部件關(guān)鍵部件及其作用；自準(zhǔn)直前置鏡〔瞄準(zhǔn)、定位〕平行光管〔產(chǎn)生無限遠(yuǎn)的瞄準(zhǔn)標(biāo)記：狹縫、分劃線等〕周密軸系〔闈繞旋轉(zhuǎn)中心平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，圓錐軸系、圓柱軸系、空氣靜壓軸系〕圓分度器件〔角度基準(zhǔn)〕顯微讀數(shù)系統(tǒng)〔將被測角與度盤進(jìn)展比較，得到角度值〕常見的圓分度器件；最常用的是度盤，其他的還有多面體、圓光柵、光學(xué)軸角編碼器、感應(yīng)同步器等。符合成像系統(tǒng)與對徑讀數(shù)法的用途；為消退度盤分度圓中心與旋轉(zhuǎn)軸中心不能完全重合帶來的偏心誤差，可利用在度盤直徑兩端取得讀數(shù)后取平均值的方法，稱為對徑讀數(shù)法。所承受的光學(xué)讀數(shù)系統(tǒng)為符合成像系統(tǒng)。如何減小或消退平行光管分劃面的離焦？把握至少一種基于測角儀的棱鏡角度測量方法:棱鏡角度測量〔1〕AB面垂直時，自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡看到自準(zhǔn)直現(xiàn)象,AC,A角有確定的幾何關(guān)系。棱鏡角度測量〔2、3〕相像的，如下圖光路，自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡會先后兩次觀看到自準(zhǔn)直現(xiàn)彖，自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)A2倍。如上圖所示光路，望遠(yuǎn)鏡中會觀看到平行光管分劃板的像和塑遠(yuǎn)鏡分劃板的像重合,轉(zhuǎn)動載A互補(bǔ)。?V棱鏡法折射率測量原理及精度水平；測量原理光路圖如以下圖所示:測量不確定度可到達(dá)V棱鏡折光儀的主要構(gòu)造；

〔1 2〕xl0“5平行光管、V棱鏡、對準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡、度盤、讀數(shù)顯微鏡折射液的作用：V棱鏡和待測透鏡之間的空氣，從而提高測屋精度。光學(xué)玻璃折射率測量的其它方法及精度水平；最小偏向角法〔了解〕精度高，測量不確定度可達(dá)10-6任意偏向角法〔了解〕精度高，測10?6y/tay/ta(02?HfH干預(yù)測量的用途、特點；用途：光學(xué)面形檢驗：平面、球面、二次曲面角度偏差檢驗：楔鏡、棱鏡、角錐玻璃材料均勻性〔折射率〕球面曲率半徑測量光學(xué)系統(tǒng)波像差：有限共軌，無限共軌測量精度高。可到達(dá)幾分之一或幾格外之一光波長時間相干性、空間相干性的實質(zhì)；由于光源的非單色性〔頻譜展寬〕，干預(yù)條紋比照度會卞降，降低程度與兩相干光波的傳播時間差有關(guān)。把這種因頻譜展寬引起的相干性問題稱為時間相干性「通常擴(kuò)展光源上不同的點發(fā)出的光是不相干的，不同點源產(chǎn)生的干預(yù)條紋的非相干疊加會導(dǎo)致條紋比照度下降，降低程度與擴(kuò)展光源的空間人小有關(guān)。把這種因光源的空間擴(kuò)展引起的相干性問題稱為空間相干性。等傾干預(yù).等厚干預(yù)；等傾干預(yù)〔分振幅〕：〔指相對于平板法線的傾斜角度相等的入射光線〔或反射光線〕將發(fā)生干預(yù)?！车群窀深A(yù)〔分振幅〕:影響干預(yù)條紋比照度的因素：時間相干性與空間相干性：相干光束的光強(qiáng)：相干光束的振動方向；雜散光；振動、空氣擾動……牛頓干預(yù)儀簡圖.時間相干性.空間相干性爭論：同心圓環(huán)狀條紋：條紋內(nèi)疏外密;x=y/mRA上式可以用來球面曲率半徑，各字母代表的含義如上圖所示。干預(yù)法楔角測量及楔角方向推斷；其中/是條紋間距。楔角方向推斷：上移上層玻璃板，條紋向空氣層桶薄的方向移動。邁克爾遜干預(yù)儀、泰曼干預(yù)儀、菲索干預(yù)儀的特點與區(qū)分；邊克爾遜干預(yù)儀，承受準(zhǔn)單色擴(kuò)展光源〔面光源〕，需要加補(bǔ)償板，一般不完全是等厚條紋，也存在等傾條紋。泰曼干預(yù)儀：承受電光源，泰曼干預(yù)本質(zhì)上基于牛頓干預(yù)原理，分光路簡潔受環(huán)境影響：菲索干預(yù)儀分振幅、共光路牛頓干預(yù)儀，本質(zhì)上為牛頓干預(yù)原理。共光路，可減小環(huán)境干擾。菲索平面干預(yù)儀原理、構(gòu)造、光路簡圖;菲索平面干預(yù)儀的時間相干性、空間相干性;平面面形誤差檢驗的干預(yù)條紋特征；平面面形凸、凹推斷，目視半徑偏差〔光圈數(shù)〕判讀； 單色光源：輕輕按壓上面的零件。條紋集中則凸，條紋收縮則凹。白光光源：按壓使兩者嚴(yán)密接觸，中心暗斑、第一亮紋幾乎為白色。其余亮紋內(nèi)側(cè)藍(lán)色、外側(cè)紅色則為凸，反之為凹。平行平板平行度的干預(yù)測量方法、條紋特點、棱邊方向、厚薄推斷及角度計算：移相干預(yù)術(shù)的特點；精度高，傳統(tǒng)靜態(tài)條紋判讀法V10,移相法X/50儀光學(xué)元件制造精度要求第六章：光學(xué)系統(tǒng)成像性能評測三種像質(zhì)檢測法的優(yōu)缺點;根本、直觀簡便、主觀、定性或半定性評根本、直觀簡便、主觀、定性或半定性評星點檢驗靈敏度較高，全面價法，對檢測人員專業(yè)技能要求較高區(qū)分率法定量”簡潔便利主觀性大，信息量少函數(shù)法客觀、定量設(shè)計原理簡單，測量過程簡單〔目前已改善〕什么是星點檢驗？“點光源”作為物，并放置在無限遠(yuǎn)，俗稱星點；“點光源“經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)所成的像稱為星點像；抱負(fù)衍射受限系統(tǒng)及其星點像特點;星點像是艾里斑星點檢驗裝置：星點檢驗條件；星孔人小要適中不能切割光束：觀看顯微鏡/前置鏡的放人倍率要足夠人:觀看顯微鏡/前置鏡的成像質(zhì)量優(yōu)良：裝調(diào)準(zhǔn)確。星點檢驗?zāi)軝z什么像差，不能檢什么像差？ 星點檢驗對慧差、像散、球差靈敏，不能反映畸變、場曲。三類光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)區(qū)分率表示形式；望遠(yuǎn)系統(tǒng)一一用角度表示剛能區(qū)分的兩點之間的最小距離；弧秒顯微系統(tǒng)一始終接以剛能區(qū)分開的兩物點之間的最小距離表示；um照相系統(tǒng)一一以像面上剛能區(qū)分的兩個像點間距的倒數(shù)表示。mm-i,lp/mm空間頻率；抱負(fù)衍射受限系統(tǒng)的區(qū)分率定義；考察兩個非相干獨立發(fā)光點在像面上形成的兩個點像：由于光的衍射，一個發(fā)光點通過光學(xué)系統(tǒng)成像得到一個衍射斑〔艾里斑〕，兩個衍射斑重疊局部的光強(qiáng)度為兩個光斑重疊區(qū)對應(yīng)強(qiáng)度之和〔線性疊加〕；抱負(fù)衍射受限系統(tǒng)的理論區(qū)分率數(shù)值，通?；谠撓到y(tǒng)所能區(qū)分的最小間距來確定。三類光學(xué)系統(tǒng)的理論光學(xué)區(qū)分率計算;望遠(yuǎn)望遠(yuǎn)(rad)1.222D1.022D0.9472D照相mm)11.22/IF11.022F10.9472F顯微(mm)0.6UNA0.5UNA0.472NA區(qū)分率測量裝置及區(qū)分率板：理論區(qū)分率分析承受雙像點〔艾里斑〕分析法。實際測量：在平行光管上，承受區(qū)分率板作為分劃板，觀看被測系統(tǒng)所成的像，判讀所能區(qū)分的最細(xì)密條紋照相物鏡軸上區(qū)分率測量與計算；1在光具座上夾好被測照相物鏡；通過觀看顯微鏡判讀可看清的最細(xì)密的四組條紋屬于幾號板幾單元:p,或按公式換算出每亳米的線對數(shù)；求像面上的軸上目視區(qū)分率。點集中函數(shù)：星點像的歸一化能量分布(光強(qiáng)分布)即為點集中函數(shù)線擴(kuò)展函數(shù)：對點擴(kuò)展函數(shù)一維方向求積分可得線擴(kuò)展函數(shù)?；颍何锲矫嫔系囊痪€光源，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)成像后，像的一維光強(qiáng)分布。空間頻率；光學(xué)傳遞函數(shù)物理意義、根本定義；調(diào)制傳遞函數(shù)與相位傳遞函數(shù)：光學(xué)傳遞函數(shù)(OpticalTransf