基于光栅的泰伯-莫尔法长焦距测量方法研究(3)
时间:2017-05-22 19:53 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
有以下公式： （1.1） 可以得到所测透镜的焦距值。但是由于这种方法采用的是成像法，所以得到的像是否清晰，都要由人眼来判断，主观性很强，测量准确度不高，并且屏和物体都要在光具座上或是实验导轨上移动，实验空间受限，所以只适合短焦距测量。 （2）基于目视调焦的放大率法 放大率法测焦距是工程测量中常用的一种方法。放大率法测量焦距具有原理 简单直观，测量范围大，测量精度高，是焦距测量的基本方法之一。放大率法只 需要平行光管，读数显微镜，配以玻罗分划板，在光具座上就可以进行测量。 被测透镜位于平行光管物镜前，平行光管物镜焦面上的分划板的一对刻线就成像在被测透镜的焦面上。这对刻线的间距 和它的像的间距 与平行光管物镜焦距 和被测透镜焦距 有如下关系： 有如下公式： （1.2） 式中的 和y是预先准确测定的。这样只要测出刻线像的间距 再乘以已知系数 ，即得被测透镜焦距 。同时负透镜也可以用此方法测量。对于正透镜取“+”，负透镜取“一”。在获取 的时候，如果采用读数显微镜容易引入主观的误差，采用CCD直接成像，通过图像处理求得的值具有更高的精度。 （3）精密测角法 将己知刻线宽度的标准网络板置于被测系统的焦面上，由精密机械保证网络板精密定位于焦面上，保证光学系统的光轴与标准网络板的几何中心重合。在被测光学系统的物方，用T9高精度经纬仪，瞄准网络板刻线进行角度测试，根据测量的不同视场角和对应的像高值，计算出被测系统的镜箱焦距和畸变量。这一方法对测量设备的精确度要求很高，操作复杂。 1.2.2 傅里叶频谱法 频谱法测量焦距一般针对的是傅里叶透镜测量的。原理是通过平行光或是准直的相干光照射在光栅或是狭缝上，再通过透镜，在被测透镜的后焦面上测量每一集频谱点相对于零级频谱的距离，从而得到被测焦距。 在傅里叶平面上满足如下等式： （1.3） 其中 为空间频率， 为变换平面的空间位移， 傅立叶变换透镜的焦距， 为照射光波的波长。由上式，通过 、 、 就可以求得被测傅立叶变换透镜的焦距。一下为两种细节方法。 （1）对称双圆孔傅里叶干涉条纹法：用照相缩微法制作一个小孔距对称的双圆孔作为待测透镜的傅里叶变换输入函数，然后利用其变换频谱面上的干涉条纹间距来计算透镜焦距。这种方法的好处比较明显，装置及操作简单，测量精度较高，但是只适用于中短焦距的测量。 （2）单缝傅里叶变化频谱法：通过测量频谱面上暗纹之间的距离来计算焦距，所需要的是精确的测量狭缝的宽度。由于狭缝的变化，例如不规则不平行之类会引起较大的测量误差，并且不能确定条纹的平面是否就在透镜的后焦面上。1.3本文主要研究内容 本文依托国家“十二五”项目：大口径长焦距透镜的焦距测量系统研究，主要研究内容包括： （1）泰伯-莫尔法长焦距测量原理方法 研究球面波入射至光栅时的泰伯成像理论问题，以及莫尔条纹的焦距测量理论问题。 （2）测量系统光路和结构设计 研究系统的参数优化设计方案，各个关键部件的光学设计方案，以及整机系统的光路和机械结构设计方案。 (责任编辑：qin) |