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1、第3期光学技术No.31998年5月OPTICALTECHNOLOGYMay1998光学系统偏心测量原理及应用王肇勋(中科院长春光机所,长春130022)摘要:综述了光学系统偏心测试研究方面的发展概况及目前所达到的水平。简要介绍了光学系统偏心测量及基准轴变换原理,并讨论了一些必要的问题。最后介绍了测量方法的一些具体应用,指出了一些测量中应注意的问题和技巧,并介绍了几个具有代表性的,经过多年实践创造出来的应用方法实例。关键词:偏心,测量。Principleandapplicationofthemeasurem
2、entofthecenteringerrorsinopticalsystemWangZhaoxun(ChangchunInstituteofOpticsandFineMechanicsChangchun130022)Abstract:Thedevelopmentoutlineandtheup-to-datelevelinthemeasurementofthecenteringer-rorsinopticalsystemsissummarized.Withbrieflyintroducingtheprinci
3、pleofmeasuringthecentreingerrorsintheopticalsystemandtransformationofitisbasicaxis,someoftheproblemsappearedisdis-cusses.Additionally,thispaperintroducessomeapplicationsofthemethodofmeasurementandpointsoutsomequestionsandskillwhichshouldbeconsidered.Atlast
4、someexamplesinmeasurementpracticesformanyyearsarepresented.Keywords:centeringerror,measurement.一、前言测量光学系统各面的偏心大多是采用测量各被测光学领域高技术飞速发展的今天,很多要求具有衍面球心自准反射像的方法,如图1所示。被测系统由若射极限分辨本领、测量或成像精度要求极高的系统,如干表面(1,2,3,⋯⋯F)组成,通过光学偏心检测仪把指投影光刻物镜、卫星摄影测量系统等都需要高水平、高标像投影到被测面的曲率中心附
5、近的位置上,然后测量稳定性、高可靠性以及高难度的工艺技术来支持。实践经系统出射后指标自准像的偏移量,如果所有各面指标证明,做为这样的工艺技术之一,光学系统偏心测试方自准像的偏移量都经过精确测定,那么各面的球心偏差法及其设备是必不可少的。经过十几年坚持不懈的努就可以计算出来。力,中科院光电技术研究所在光学系统偏心测试理论方计算公式如下法研究,测试设备研制及具体应用各方面都处于国内领OO1=1/2N1先水平,并已推广到全国十几个厂家和院校使用。OO2=[1/2N2-(1-M2.1)OO1]/M2.1为了使更多从
6、事光学工程事业的工艺技术人员对OO3=[1/2N3-(1-M2.1)OO1这方面的工作有所了解,笔者特撰文介绍他们近十多年-M3.1(1-M3.2)OO2]M3.1õM3.2来在这方面的工作,以便使该方法进一步的推广应用能⋯⋯⋯⋯⋯够起到积极作用。OOF=[1/2NF-(1-MF.1)OO1-MF.1(1-二、光学系统偏心测量原理MF.2)OO2⋯⋯-MF.1õMF.2⋯⋯MF.F-2(1-MF.F-1)OOF-1]/MF.1õMF.2⋯⋯õMF.F-1其中OO1、OO2、⋯⋯OOF为以测量基准轴为原点的各
7、面球心偏心矢量。Mij是第i面球心像经过第j面成像时的放大率。而N1,N2⋯NF笔者把它们命名为各面的组图1偏心测量原理图合偏心矢量,当测量基准是准线望远镜一类仪器的视轴67光学技术1998年5月222时,则Ni是各面的经系统出射后指标自准像与该仪器[(W1OO1X)+(W2OO2X)⋯⋯(WFOOFX)]最小视轴的偏离矢量;如果测量基准是一个精密旋转轴且被[(W2221OO1Y)+(W2OO2Y)⋯⋯(WFOOFY)]最小测系统随转轴一同旋转进行测量时,则Ni是以各面的公式中W1⋯⋯WF是根据各面偏心对系
8、统非对称像差经系统出射后指标自准像划圆中心为原点的自准像的影响而给出的权重,往往与光学设计最终给出的各面加位置矢量。工的偏心公差直接相关,如果偏心公差分配的比较合理在实际测量中可以采用两种不同的方法,一种是静的话,权重Wi可以用偏心公差的倒数来表示,即Wi=止法,另一种是旋转法。静止法是以某些测量仪器的视1/Ci,其中Ci表示各面偏心允差。在某些情况下,权重轴为基准,测量各球心自准像偏离仪器视轴的偏差,然也可以用
