光電技術(shù) 第5版 課件 第10章10.4節(jié) 表面粗糙度的測量方法

10.8光學(xué)系統(tǒng)透過率測試技術(shù)10.8.1透過率光學(xué)系統(tǒng)的透過率反映了經(jīng)過該系統(tǒng)之后光能量的損失程度。對于目視儀器來說，如果透過率比較低，則使用這種儀器觀察時主觀亮度將降低。光學(xué)系統(tǒng)的透過率τ是指經(jīng)過系統(tǒng)出射的光通量φ′與入射的光通量φ的百分比，即可見光區(qū)域(λ1~λ2)內(nèi)，以CIE標準光源照明時，整個波段總的透過率稱為白光透過率，即(10.8-3)按式(10.8-3)的定義目視光學(xué)系統(tǒng)透過率稱白光目視透過率。10.8.2望遠系統(tǒng)透過率的測量圖10-43所示為望遠系統(tǒng)透過率測量裝置示意圖。用普通積分球作為接收器進行測量，接收進入積分球的各種光譜通量，探測器由硒光電池和檢流計組成。圖10-43測量時先不放被測系統(tǒng)從檢流計讀出空測光通量φ0值m0。再將望遠鏡放入光路中，測得光通量φ′

對應(yīng)值m1。10.8.3照相物鏡透過率的測量分為空測和實測兩步，空測時，可變光闌的孔徑應(yīng)小到保證使全部光束進入積分球，積分球應(yīng)靠近可變光闌。實測時，積分球放置在被測照相物鏡之后的會聚光束中。空測和實測時分別在檢流計上得到讀數(shù)m0和m1，則被測照相物鏡的透過率應(yīng)為τ＝(ml/m2)×100％。照相物鏡透過率一般指軸上透過率。一些廣角照相物鏡需要研究透過率隨視場變化的情況。圖10-44所示為照相物鏡軸上點透過率測量的光路圖。圖10-44（2）

照相物鏡軸外透過率的測量廣角照相物鏡的透過率隨視場角有較大的變化，因此除測量軸上點的透過率外，還要測量特定視場角的透過率。其測量光路如圖10-46所示。測量時，應(yīng)注意使入射光束的中心通過物鏡入瞳中心。圖10-4610.9印刷出版工業(yè)中的光電技術(shù)10.9.1激光照排系統(tǒng)常用的激光照排機可分為絞盤式激光照排機、內(nèi)鼓式激光照排機、外鼓式激光照排機等三種類型。1.絞盤式激光照排機絞盤式激光照排機的結(jié)構(gòu)及光路如圖10-48所示。圖10-48為了減少滾軸牽引力造成感光膠片的變形，采用感光膠片雙緩沖的結(jié)構(gòu)(如Screen3050)。雙緩沖激光照排機的結(jié)構(gòu)。絞盤照排機重復(fù)定位精度低，感光膠片位置存在誤差，對網(wǎng)點產(chǎn)生一定影響。2.內(nèi)鼓式激光照排機重復(fù)定位精度最高的是如圖10-49所示的內(nèi)鼓式激光照排機。進入鼓中的感光膠片在抽真空后被緊吸在鼓的內(nèi)壁上，如圖10-50所示。圖10-49圖10-50內(nèi)鼓式激光照排機，內(nèi)鼓制造精度非常高，其重復(fù)定位精度由精確的驅(qū)動馬達來決定。重復(fù)定位精度可達0.005mm。3.外鼓式激光照排機外鼓式激光照排機介于絞盤式與內(nèi)鼓式之間的一種較高檔次的激光照排機，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖10-51所示。圖10-51外鼓式激光照排機的重復(fù)精度較內(nèi)鼓式的略低，而生產(chǎn)成本較高，故較新的激光照排機較少采用此種結(jié)構(gòu)。10.9.2激光雕刻凸版和凹版機激光雕刻印版是把聚焦的激光束射向印版，除去不需要的部分，制出凸、凹圖像。圖像的深度、尺寸和形狀由調(diào)制的激光光束來控制。焦面處激光的功率密度等于激光輸出功率除以光點的面積。即設(shè)激光光束的發(fā)射角為θ，聚焦透鏡焦距為f，則焦面上光點的直徑d為中等強度的激光束經(jīng)過透鏡聚焦后，在焦面激光功率密度遠大于105～106W/cm2，可以對各種材料（包括陶瓷）熔化或者氣化，達到雕刻印版的目的。10.9.3激光打印機和復(fù)印機⒈

激光打印機的特點它的特點：(1)像素密度高，印字清晰，分辨率比機械點陣式高近百倍。(2)打印速度快，比普通打印機快6~30倍。(3)工作無撞擊，打印噪聲小。⒉

激光打印機原理激光打印原理如圖10-52(a)所示，激光打印機的結(jié)構(gòu)如圖10-52(b)所示。圖10-52激光打印機激光打印機的關(guān)鍵部件是硒鼓，它的工作有如下步驟：硒鼓帶電掃描曝光靜電成像著色轉(zhuǎn)印熱壓定影清洗硒鼓⒊

激光打印機的光電技術(shù)⑴

激光器和調(diào)制器⑵

光偏轉(zhuǎn)器⑶

激光打印機的主要技術(shù)指標⒋

靜電復(fù)印機10.9.4光盤存儲⒈

光盤存儲的類型⑴

記錄用光盤也稱“寫后直讀型(draw)”光盤，它兼有寫入和讀出兩種功能，并且寫入后不需處理即可直接讀出所記錄的信息，因此，可用作信息的追加記錄。⑵

專用再現(xiàn)光盤專用再現(xiàn)光盤也稱“只讀”型(readonly)。它只能用來再現(xiàn)由專業(yè)工廠事先復(fù)制的光盤信息，不能由用戶自行追加記錄。⒉

光盤存儲的特點⑴

存儲密度高、容量大，直徑300mm的數(shù)字光盤的數(shù)據(jù)總?cè)萘繛?×1010b；光盤紋跡間距為1.6μm，每面有54000道紋跡?？纱?0000多幅靜止圖像。⑵

寫讀率高，數(shù)學(xué)光盤單通道可達25×106b/s。⑶

存儲壽命長，庫存時間大于10年以上，而商用磁盤僅為3~5年。⑷

每信息位的價格最低，易復(fù)制、壽命長。⑸

有隨機尋址能力，隨機存取時間小于60ms。⑹

光盤存儲是非接觸寫入、讀出，防塵耐污染，操作方便，易與計算機聯(lián)機使用。⒊

光盤存儲的工作原理利用受調(diào)制的細束激光改變盤面介質(zhì)不同位置處的光學(xué)性質(zhì)，記錄待存儲的數(shù)據(jù)。依靠各信息點處光學(xué)特性的不同提取被存儲的信息。多數(shù)光盤裝置具有記錄和重放的雙重功能。(1)只讀型圖10-53所示為光盤寫入與讀出的原理圖。圖10-53圖10-53圖10-54所示為光盤的截面形狀。調(diào)制激光束被聚焦鏡縮小成直徑小于lμm的光點，以較高密集度記錄被調(diào)制的信息，隨著光盤的轉(zhuǎn)動與寫入裝置的平移運動而分道載入信息。光盤凹坑寬度為0.4μm，深度為光波長的l/4，約為0.11μm，螺旋線型的紋跡間距為1.67μm。圖10-54讀出與寫入信息操作相同，光盤轉(zhuǎn)動，讀數(shù)頭平移運動，構(gòu)成螺旋運動掃過盤面，讀出信息。⑵可擦型在激光束照射下，使光盤表面的磁性膜磁化或使介質(zhì)表面結(jié)晶狀態(tài)發(fā)生變化。⒋

光盤存儲系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)的核心裝置是光盤驅(qū)動器，一種超精密光電子裝置。包括：光學(xué)系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、伺服跟蹤系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)。光盤驅(qū)動器的組成原理框圖如圖10-55所示。圖10-55⑴

光學(xué)系統(tǒng)激光聚束光路。寫入光調(diào)制器。循跡跟蹤反射鏡。光電檢測系統(tǒng)。⑵

機械系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺機構(gòu)。滑板機構(gòu)。光電頭機構(gòu)。⑶

控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺恒速控制系統(tǒng)?；逦灰瓶刂葡到y(tǒng)。調(diào)焦控制系統(tǒng)。循跡跟蹤系統(tǒng)。⑷

信號處理系統(tǒng)寫入信號處理器。讀出信號處理器。控制器。10.10醫(yī)用圖像傳感器檢測技術(shù)10.10.1X射線像增強器結(jié)構(gòu)和工作原理X射線圖像增強器的結(jié)構(gòu)如圖10-56所示。圖10-56X射線圖像增強器結(jié)構(gòu)圖它由輸入熒光屏、光電陰極、電子光學(xué)系統(tǒng)和輸出熒光屏，幾部分組成。⒉

參數(shù)及其測試⑴

轉(zhuǎn)換系數(shù)(C．C．)(10.10-1)圖10-57亮度增益與轉(zhuǎn)換系數(shù)的關(guān)系(2)分辨率定義：在lmm間距內(nèi)所能區(qū)分出的線對數(shù)(Lp／cm)，分辨率測試裝置如圖10-59所示。圖10-59分辨率測試裝置⑶

對比度對比度測試裝置如圖10-60所示，把面積相當于輸入屏10％、厚度為2mm的圓形鉛板置于輸入窗的中心位置，測得輸出屏中心位置的亮度值L，移去鉛板后測得輸出屏中心位置的亮度值為A，兩者的比值即為對比度CR（4）有效視場X射線像增強器能夠在輸出熒光屏上得到實際成像的輸入面尺寸，稱為該管的有效視場。（5）像縮小率指輸入熒光屏的圖像與輸出熒光屏圖像直徑之比。它與電子光學(xué)系統(tǒng)的放大率為同一個概念，二者互為倒數(shù)關(guān)系。⑹

調(diào)制傳遞函數(shù)如圖10-62所示為X射線像增強器的調(diào)制傳遞函數(shù)曲線。圖10-6210.10.2醫(yī)用真空圖像傳感器的應(yīng)用⒈X射線電視攝像機利用X射線的電離發(fā)出熒光使膠片感光形成圖像，觀測被X射線照射物體內(nèi)部細節(jié)，在醫(yī)用領(lǐng)域可用于診斷與分析。實用化X射線電視攝像機有三種方式，直讀圖像方式、用X射線像增強器增強圖像方式和用X射線攝像管直接攝取X光圖像的方式。⑴熒光屏攝像方式用的攝像管X射線裝置以70kV，3mA發(fā)出輻射照射人體，在熒光屏可獲得亮度約為0.01~0.11mW/sr.m2。被攝人體很暗，攝像器需要低照度背景，還需較高信噪比與分辨率，為此，要用高靈敏超正析像管和硅靶電子倍增攝像管(SEM管)，即使在0.1lx照度下，也只能獲得較好圖像。圖10-63如圖10-63所示為利用SEM管攝取放射性鈷60產(chǎn)生的射線，并在直線加速器作用下發(fā)出的10MeV的高能量X射線形成的透視熒光圖像的設(shè)備。(2)圖像增強器與攝像管連接形式如圖10-64所示為普通像增強器與攝像管相結(jié)合的攝像方式，其中像增強器為超正析像管而攝像管為面陣列CCD攝像管。圖10-64（3）X射線像增強器攝像方式用的攝像管X射線像增器的攝像方式如圖10-66所示，對攝像管的要求為靈敏度高，余像適中，調(diào)制特性好。圖10-66X射線圖像增強器攝像方式(4)直接攝像方式用的攝像管如圖10-67所示為沒有X射線光學(xué)系統(tǒng)的直接攝像方式。把透視的被攝體直接置于X射線攝像管的面板上。圖10-67此方法可用于軟X射線觀察生物、植物等軟組織，但多數(shù)場合是作為工業(yè)上小型零件的非破壞