光学测试技术复习资料

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(光学测量技术)第2章常用光学测量仪器及基本部件

(光学测量技术)第2章常用光学测量仪器及基本部件
一、 平行光管的光学原理图 图 2.1 所示为典型的平行光管光学原理图。
图 2.1 典型的平行光管光学原理图
第2章 用光学测量仪器及基本部件 二、 平行光管的基本结构及主要组成部分 图 2.2 所示为国内常用的 CPG — 550 型平行光管光路
结构示意图,并附有高斯目镜和可调式平面反射镜。
图 2.2 CPG — 550 型平行光管结构示意图
第2章 用光学测量仪器及基本部件
1. 物镜 物镜是平行光管中起折光作用的元件。它把自分划板上 的物点发出的发散光束变成平行光束射出,从而给出无限远 的“点”目标,即把有限远的物转化为无限远的目标。
第2章 用光学测量仪器及基本部件
根据使用要求的不同,物镜有多种形式,例如:孔径较 小,要求不太高时,使用一般的双胶合物镜;当孔径较大时, 胶合很困难,一般用双分离的形式,即两片互相分离的镜片 构成物镜;在某些应用场合,希望能调节(改变)物镜的焦距, 就要设计可调焦距物镜;对于要求较高的物镜,同时要求复 消色差,这时使用复消色差物镜;当要求大视场时,则可使 用照相物镜作为平行光管的物镜;在某些要求特大孔径、长 焦距的情况下,透射式常难于实现,就可采用反射面作为物 镜,即所谓的反射物镜。
第2章 用光学测量仪器及基本部件
1. 自准直法的调校原理 用自准直法调校平行光管,是将平行光管的分划板配上 带有分划板照明装置的目镜构成所谓自准直目镜(见 2.2 节), 该自准直目镜和平行光管物镜就构成了自准直前置镜。将 该准直前置镜对向一个标准平面反射镜,并用分划板的分划 对反射像调焦,实现自准直,从而达到校正的目的。其原理 见图 2.4 。 调焦完毕,就认为平行光管已调校好。
自准直法有较高的精度,并且除了标准平面反射镜外, 不需要其它标准设备,而在通常的孔径下,标准平面反射镜 也是不难找到的,因此自准直法是平行光管调校中的重要方 法。

工程光学实验复习提纲

工程光学实验复习提纲

⼯程光学实验复习提纲⼯程光学实验II 复习提纲题型:填空、名词解释、简答、综合闭卷 120分钟1. 旋光仪测定溶液的浓度及旋光度1. 光是电磁波,它的电场和磁场⽮量互相垂直,且⼜垂直于光的传播⽅向。

2. 在传播⽅向垂直的平⾯内,光⽮量可能有各种各样的振动状态,被称为光的偏振态。

3. 若光的⽮量⽅向是任意的,且各⽅向上光⽮量⼤⼩的时间平均值是相等的,这种光称为⾃然光。

4. 若光⽮量的⽅向始终不变,只是其振幅位相改变,光⽮量的末端轨迹是⼀条直线,则称为线偏振光。

5. 使线偏振光的振动⾯发⽣旋转的现象叫旋光现象。

6. 当线偏振光通过某些透明物质后,偏振光的振动⾯将以光的传播⽅向为轴线旋转⼀定⾓度,这种现象称为。

旋光现象7. 旋光度:平⾯偏振光通过含有某些光学活性的化合物液体或溶液时,能引起旋光现象,使偏振光的平⾯向左或向右旋转,旋转的度数,称为旋光度(⽤α表⽰)。

8. ⽐旋度:平⾯偏振光透过长1dm 并每1ml 中含有旋光性物质1g 的溶液,在⼀定波长与温度下测得的旋光度称为⽐旋度(⽤表⽰)。

9. 旋光仪的基本部件:单⾊光源、起偏镜、测定管、检偏镜、检测器等五个部分。

10.原理:在起偏镜与检偏镜之间未放⼊旋光物质之间,如与检偏镜允许通过的偏振光⽅向相同,则在检起偏镜偏镜后⾯观察的视野是明亮的;如在起偏镜与检偏镜之间放⼊旋光物质,则由于物质旋光作⽤,使原来由起偏镜出来的偏振光⽅向旋转了⼀个⾓度α,结果在检偏镜后⾯观察时,视野就变得暗⼀些。

若把检偏镜旋转某个⾓度,使恢复原来的亮度,这时检偏镜旋转的解度及⽅向即是被测供试品的旋光度。

11.若⾯对光源,使振动⾯顺时针旋转的物质称为,使振动⾯逆时针旋转的物质称为。

右旋物质、左旋物质12.旋光度与哪些因素有关?什么是⽐旋光率?为什么要选择亮度相等的暗视场进⾏读数?(本题8分)答:(1)由旋光度:cl α?=得,旋光度的⼤⼩与该溶液⽐旋光率,溶液浓度和溶液的长度有关。

光学测试技术-第2章-光学准直与自准直技术1

光学测试技术-第2章-光学准直与自准直技术1

(-z-)--z处的光斑半径(光强下降到光斑中心光强的
1/ e处2 的光斑半径; ----激光波长; --n--传播空间的折
射率,在大气中传输时取为1。
第一节 激光束的准直与自准直技术
其中
2
(
z)
02
1
z 02n
2
(1)束腰处的波阵面为平面,此时 R(0) (取束腰位于
坐标原点),则有:
q0
与望远镜视放大率有关,此外还和高斯光束结构参数
( 10,)z1 有关。增大 (z束1 腰远离望远镜 )L,1 压缩比
也增大,光束准直性将更好些。
第一节 激光束的准直与自准直技术
总结:望远镜两透镜的距离为 D f1,f2其 中
f2 f1
如果有一高斯分布的激光光束,其发散角为 ,从左方
入射到倒置的望远系统,出射后的发散角 f1
第一节 激光束的准直与自准直技术
由于激光具有极好的方向性,一个经过准直的连续输出的 激光束,可以认为是一条粗细几乎不变的直线。因此可以用 激光束作为空间基准线,这样的激光准直仪能够测量直线度、 平面度、平行度、垂直度,也可以做三维空间的基准测量。
激光准直仪和平行光管、经纬仪等一般的准直仪相比, 具有工作距离长,测量精度高和便于自动控制、操作方便等 优点,可以广泛地用于隧道开凿、管道铺设、高层建筑建造、 造桥、修路、开矿以及大型设备的安装、定位等。
(例如中心斑直径 70m , 保持约1m范围内光强分布基本不变)
这一特点,在测量上可有许多用途。
图示为用于测量物 体表面轮廓的一个
扫描反射镜
CCD相机
例子。准直激光束
通过轴锥镜成为近
似的零阶贝塞尔光 束,经扫描反射镜。 光束在被测表面扫 一条细亮线。

光学测量与光学工艺知识点答案

光学测量与光学工艺知识点答案

目录第一章基本光学测试技术 (2)第二章光学准直与自准直 (5)第三章光学测角技术 (9)第四章:光学干涉测试技术 (12)第六章:光学系统成像性能评测 (15)第一章 基本光学测试技术• 对准、调焦的定义、目的;对准又称横向对准,是指一个对准目标(?)与比较标志(?)在垂直瞄准轴(?)方向像的重合或置中。

例:打靶、长度度量人眼的对准与未对准:对准的目的:1.瞄准目标(打靶);2.精确定位、测量某些物理量(长度、角度度量)。

调焦又称纵向对准,是指一个目标像(?)与比较标志(?)在瞄准轴(?)方向的重合。

人眼调焦:调焦的目的 :1.使目标与基准标志位于垂直于瞄准轴方向的同一个面上,也就是使二者位于同一空间深度;2.使物体(目标)成像清晰;3.确定物面或其共轭像面的位置——定焦。

121'2'1'P 2'2''•人眼调焦的方法及其误差构成;常见的调焦方法有清晰度法和消视差法。

清晰度法是以目标与比较标志同样清晰为准。

调焦误差是由于存在几何焦深和物理焦深所造成的。

消视差法是以眼镜在垂直平面上左右摆动也看不出目标和标志有相对横移为准的。

误差来源于人眼的对准误差。

(消视差法特点:可将纵向调焦转变为横向对准;可通过选择误差小的对准方式来提高调焦精确度;不受焦深影响)•对准误差、调焦误差的表示方法;对准误差的表示法:人眼、望远系统用张角表示;显微系统用物方垂轴偏离量表示;调焦误差的表示法:人眼、望远系统用视度表示;显微系统用目标与标志轴向间距表示;•常用的对准方式;常见的对准方式有压线对准,游标对准,夹线对准,叉线对准,狭缝叉线对准或狭缝夹线对准。

•光学系统在对准、调焦中的作用;提高对准、调焦精度,减小对准、调焦误差。

•提高对准精度、调焦精度的途径;使用光学系统进行对准,调焦;光电自动对准、光电自动调焦;•光具座的主要构造;平行光管(准直仪);带回转工作台的自准直望远镜(前置镜);透镜夹持器;带目镜测微器的测量显微镜;底座•平行光管的用途、简图;作用是提供无限远的目标或给出一束平行光。

光学测试技术-第3章-光学测角技术1

光学测试技术-第3章-光学测角技术1

率的测量,该测量方法标准不确定度一般可以达到10-5量级。
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30
§3.2 测角技术的应用
本方法实际上是通过测量角度来完成折射率的测量。偏折角的测量 误差包括下列因素: (1)度盘的刻线误差 ; (2)对准望远镜的对准误差 ; (3)读数显微镜的读数误差 。 偏折角的测量标准不确定度为:
d/2
调节望远镜俯仰调节螺钉向上 移动1/2d
望远镜主轴垂直于仪器转轴 -------用各 半调节法将绿十字像调至与上方叉丝重合, 反复调节,使两面的十字像均与上叉丝重 合。注意:此步以后望远镜水平调节螺丝 不可再动!
绿“十”反射像
上方叉丝
调节载物台
调节载物台水平 ----- 重新放置双面镜(与原位置 成90°)调节螺钉c使十字像与上方叉丝重合。
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§3.2 测角技术的应用
1、测量原理 精密测角仪上测量角度可以有两种不同的光路:方法一:只使用自
准直望远镜,用自准直望远镜分别对准构成棱镜角度的两个平面,测量
时工作台与度盘固定。当自准像与分划板本身刻线重合时,表示自准直
望远镜视轴与棱镜平面1法线重合。这时从度盘上可以得到一读数。转动
读数。
问题:使用前的调整?
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6
测角仪器使用前的调节
测量前应调节分光计满足三方面要求: ① 平行光管出射平行光,即提供无穷远目标 ② 望远镜调焦于无穷远 ③ 平行光管和望远镜的光轴共面,且应与载物台
旋转轴垂直
1、望远镜调焦到无穷远

目镜
调节要点
• 目测粗调: 望远镜与平行光管等高且其主轴 垂直于中心轴,载物台基本水平,各螺钉应 位于中间可调位置;

光学测量技术及仪器幻灯片PPT

光学测量技术及仪器幻灯片PPT
射率nD。
3.阿贝折射仪及使用方法
10.读数望远镜;
1.测量望远镜;
11.转轴; 12.刻度盘罩; 13.闭合旋钮;
14.底座。
2.消散手柄; 3.恒温水入口;
4.温度计;
5.测量棱镜; 6.铰链; 7.辅助棱镜; 8.加液槽; 9.反射镜;
阿贝折射仪外形图
阿贝折射仪及使用方法
(1)仪器安装:将阿贝折射仪安放在光亮处,但应避免阳光的直接照射,以 免液体试样受热迅速蒸发。用超级恒温槽将恒温水通入棱镜夹套内, 检查棱镜上温度计的读数是否符合要求(一般选用(20.0±0.1)℃或 (25.0±0.1)℃)
异丙醇溶解在环己烷中,浓度越大其折 射率越小
2. 测试原理
• 当一束单色光从介质Ⅰ进入介质Ⅱ(两种介
质的密度不同)时,光线在通过界面时改变 了方向,这一现象称为光的折射。 •光的折射现象遵从折射定律:
(1)
式中α为入射角,β为折射角,
nⅠ、nⅡ为交界面两侧两种介质的折射率; n 为介质Ⅱ对介质Ⅰ的相对折射率。
长范围为420nm~700nm。
• 721型分光光度计也是可见光分光光度计,
是72型分光光度计的改进型,适用波长范 围368nm~800nm。
• 752型分光光度计为紫外光栅分光光度计,
测定波长200nm~800nm,
光光度计面板图
1.数字显示器;2.吸光度调零旋钮;3.选择开关; 4.浓度旋钮;5.光源室;6.电源室;7.氢灯电源开关; 8.氢灯触发按钮;9.波长手轮;10.波长刻度窗; 11.试样架拉手;12.100%T旋钮;13.0%T旋钮; 14.灵敏度旋钮;15.干燥器。
式中r为常n液 数 ;sn棱irn =1n.液 2 75 。s测i2n 出‘ 0β0c′o 即rs可si求n 0 ’ , 出n液。(3因) 为在

光学测试技术复习资料

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光学检测原理复习提纲第一章 基本光学测量技术一、光学测量中的对准与调焦技术1、对准和调焦的概念(哪个是横向对准与纵向对准?) P1对准又称横向对准,指一个目标与比较标志在垂轴方向的重合。

调焦又称纵向对准,是指一个目标像与比较标志在瞄准轴方向的重合。

2、常见的五种对准方式。

P2 压线对准,游标对准。

3、常见的调焦方法最简便的调焦方法是:清晰度法和消视差法。

p2 二、光学测试装置的基本部件及其组合1、平行光管的组成、作用;平行光管的分划板的形式(abcd )。

P14 作用:提供无限远的目标或给出一束平行光。

组成:由一个望远物镜(或照相物镜)和一个安置在物镜 焦平面上的分划板。

二者由镜筒连在一起,焦距 1000mm 以上的平行光管一般都带有伸缩筒,伸缩筒 的滑动量即分划板离开焦面的距离,该距离可由伸 缩筒上的刻度给出,移动伸缩筒即能给出不同远近 距离的分划像(目标)。

2、什么是自准直目镜(P15)(可否单独使用?),自准直法?一种带有分划板及分划板照明装置的目镜。

Zz 自准直:利用光学成像原理使物和像都在同一平面上。

3、;高斯式自准直目镜(P16)、阿贝式自准直目镜(P16)、双分划板式自准直目镜(P17)三种自准直目镜的工作原理、特点。

P15—p17(概念,填空或判断)1高斯式自准直目镜缺点--分划板只能采用透明板上刻不透光刻线的形式,不能采用不透明板上刻透光刻线的形式,因而像的对比度较低,且分束板的光能损失大,还会产生较强的杂光。

2阿贝式自准直目镜---特点射向平面镜的光线不能沿其法线入射,否则看不到亮“+”字线像。

阿贝目镜大大改善了像的对比度,且目镜结构紧凑,焦距较短,容易做成高倍率的自准直仪。

主要缺点:直接瞄准目标时的视轴(“+”字刻度线中心与物镜后节点连线)与自准直时平面(a )"+"字或"+"字刻线分划板; (b )分辨率板; (c )星点板; (d )玻罗板镜的法线不重合;且视场被部分遮挡。

光学检测技术考题

光学检测技术考题

光学检测技术考题1.光电子器件的基本参数和特性是什么?(响应特性噪声特性量)⼦效率线性⼦工作温度)@响应特性分为电压响应、电流响应、频谱响应、积分响应、时间响应和频率响应@噪声分类:热噪声、散粒噪声产生-复合噪声、1/f噪声、S/N 噪声、等效功率NEP2.光电信息技术研究和开发光电信息的基础和主体是什么形成、传输、接收、转换、处理和响应。

(光电器件)3.光电检测系统的三个部分是什么(光转换、光电转换电路处理)4.光电效应是什么外部光电效应和内部光电效应)外部光电效应:物体在受到光照射后向外发射电流-主要是在金属和金属氧化物中。

内部光电效应:物体被照射后产生的光电效应仅在材料内部,不会逃逸到物体外部-主要是在半导体中。

内部光电效应分为光电导效应和光伏效应。

光电导效应:在被光照射后,半导体产生光和载流,这显著增加了半导体中载流的数量并降低了电阻。

光伏效应:当光照在半导体pn结或通用半导体触点上时,它将在pn结或普通半导体触点的两侧产生光电动势。

5.光电管是一种根据作用将光能转换为电能的装置,可分为什么样的?光电效应太阳光电池和测量光电池6.激光的定义是什么?生产激光的必要条件是什么?(定义:激光是具有受激辐射和粒子数反转的光泵谐振器)7.热释电装置必须在何种信号下工作才能输出电信号?(交替辐射)D是一种电荷耦合器件。

CCD的突出特点是什么是CCD的信号和基础这个函数是什么?(电荷CCD的基本功能是电荷存储和电荷转移。

)9根据检测原理,光电检测的四种方法是什么。

(直接测量、差动测量、补偿测量、脉冲测量)10.应包括哪三种光热效应。

(热电效应、测辐射热计效应、热电效应)。

光学测试技术PPT

光学测试技术PPT

球差是轴上点的单色相差,是由于透镜的 球形表面造成的。球差造成的结果是,一 个点成像后,不再是个亮点,而是一个中 间亮边缘逐渐模糊的亮斑,从而影响成像 质量 特点:1在轴上产生(轴上像差) 2旋转对称 像差
子午面与弧矢面
入瞳
轴上点:子午面与弧矢面光线分布一样 轴外点:弧矢光线对称于子午面,子午面内光线光束的对称 性被破坏。
外物点,不同色光的垂直放大率也不相等,这种差异就是倍率色差。
小结
几 何 像 差
单色像差:球差、彗差、像散、场曲、畸变
色差:位置色差、倍率色差
几何像差
1 用光线表示的像差—几何像差
1.1 像差种类 1.2 各种像差简介
像差:实际光线产生的像相对于理 想像的偏离
单色像差:球差、彗差、像散、场曲、畸 变 色差:位置色差、倍率色差
球差(spherial aberration):Definite:the
variation of focus with aperture .
畸变产生原因
畸变由主光线的球差产生,z为轴上点,其近轴像 点位于z’,实际像点位于z”。
色差:同一孔径位置上在光轴上的像差。
B'1 1 2 1 A -U 2 L'2 A'1 A'2 L' 1 2 B'2 Y'2
Y'1
L' 1
B
倍率色差:同一介质对不同的色光有不同的折射率,故对轴
慧差
光轴外的某一物点向镜头发出一束平行光 线,经光学系统后,在像平面上会形成不 对称的弥散光斑,这种弥散光斑的形状呈 彗星形,即由中心到边缘拖着一个由细到 粗的尾巴,其首端明亮、清晰,尾端宽大、 暗淡、模糊。这种轴外光束引起的像差称 为彗差。

光电测试考试复习

光电测试考试复习

题型填充题15名词解释20简答题50分析题151.望远镜,显微镜,投影系统的原理及元器件作用显微光学系统组成--- 物镜、目镜、照明系统现代光学系统--- 摄像器件(如CCD等)获取物镜所成的像(光敏面放在物镜的像平面上)--- 省略目镜望远光学系统物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合--- 入射的平行光束仍保持平行出射投影光学系统光路原理2.产生激光的必要条件有哪些,并说明激光束的特性。

产生激光的必要条件:实现粒子数反转.激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性3.光谱光视效率,亮度守恒定律,空气湍流效应光谱的光视效率:人眼对各种波长光的相对灵敏度亮度守恒定律:光在同一介质中传播时,若传输过程中无能量损失,则光能传输的任意表面亮度相等,及亮度守恒。

空气湍流效应:通常认为大气是一种均匀混合的单一气态流体,七运动形式分为层流和湍流。

湍流是一种无规则的漩涡流动,质点运动轨迹十分复杂,空间每一点运动速度呈随机变化。

这种湍流状态使光辐射在传播过程中随机的改变其光波参量,出现在光束截面内的光强闪烁,光束弯曲和漂移,光束弥散畸变以及相干性退化等现象,这些统称为大气湍流效应。

4.解释发光二极管的发光机理,其主要特点是什么发光机理:由于高能电子与空穴复合将释放出一定的能量,即场致激发使载流子由低能级跃迁到高能级,而高能级的电子不稳定,总要回到稳定的低能级,这样当电子从高能级回到低能极时放出光子,及半导体发光。

主要特点:(1)其发光亮度与正向电流之间的(2)响应速度极快(3)正向电压很低,容易与集成电路匹配使用,耗电少。

(4)体积小,重量轻,抗冲击,耐振动,寿命长,单色性好(5)缺陷:发光效率低5. 说明自发辐射,自发吸收,受激辐射之间的不同光的吸收是指原子在光照的下,会吸收光子的能量由低能态跃迁到高能态的现象。

粒子自发地从高能级跃迁到低能级,同时发出一个光子,这一过程叫做自发辐射.若处在高能级的粒子,在一个能量等于两能级之差(E2-E1)的光子作用下,从高能级跃迁到低能级并发射一个光子,这一过程称为受激辐射.与自发辐射不同,辐射一定要在外来光作用下发生并发射一个与外来光子完全相同的光子.受激辐射光是相干光.受激辐射光加上原来的外来光,使光在传播方向上光强得到放大.6.光电器件的性能参数主要有哪些?并做简要说明参数:1 光电器件的探测灵敏度 2,响应时间和频率相应,(3)噪声等效功率4,探测度D与比探测度D* 5,量子效率见书437.解释噪声等效功率和探测度的含义,并说明二者之间的关联。

光学复习题及答案

光学复习题及答案

光学复习题及答案1. 光的干涉现象是如何产生的?答:光的干涉现象是由于两个或多个相干光波相遇时,由于光波的相位差导致光强的增强或减弱。

当两波的相位差为0或2π的整数倍时,光波相互加强,形成亮条纹;当相位差为π或奇数倍π时,光波相互抵消,形成暗条纹。

2. 描述光的衍射现象及其应用。

答:光的衍射现象是指光波遇到障碍物或通过狭缝时,光波会偏离直线传播路径,向障碍物的阴影区域或狭缝的两侧弯曲。

衍射现象的应用包括光栅光谱分析、光学成像系统的设计等。

3. 什么是偏振光?偏振光有哪些应用?答:偏振光是指光波的电场矢量在特定方向上振动的光。

偏振光的应用包括偏振太阳镜减少眩光、液晶显示技术以及光学显微镜中的偏振滤光片等。

4. 简述全反射现象及其条件。

答:全反射现象是指光从光密介质射向光疏介质时,当入射角大于临界角时,光波完全反射回光密介质中,不会发生折射。

全反射的条件是光必须从光密介质射向光疏介质,且入射角大于临界角。

5. 什么是色散现象?色散现象如何影响光学系统?答:色散现象是指不同波长的光在介质中传播速度不同,导致光的分散。

在光学系统中,色散现象会导致成像模糊、色差等问题,需要通过设计合适的光学系统来校正色差。

6. 光的波动性和粒子性是如何体现的?答:光的波动性体现在光的干涉、衍射和偏振等现象中,而粒子性则体现在光电效应和康普顿散射等现象中。

光的波动性和粒子性是光的波粒二象性的表现。

7. 描述光的多普勒效应及其应用。

答:光的多普勒效应是指当光源和观察者之间存在相对运动时,观察者接收到的光波频率会发生变化。

多普勒效应的应用包括雷达测速、天文学中测量恒星的相对速度等。

8. 什么是光的相干性?如何提高光的相干性?答:光的相干性是指光波之间的相位关系。

提高光的相干性可以通过使用激光光源、使用干涉滤光片等方法来实现。

9. 简述光的波粒二象性。

答:光的波粒二象性是指光既表现出波动性也表现出粒子性。

在某些实验中,光表现为波动,如干涉和衍射现象;而在其他实验中,光表现为粒子,如光电效应。

光学测量与光学工艺知识点答案

光学测量与光学工艺知识点答案
如上图所示光路,望远镜中会观察到平行光管分划板的像和望远镜分划板的像重合,转动载物台再次观察到重合现象,转过的角度和角A互补。
•V棱镜法折射率测量原理及精度水平;
测量原理光路图如下图所示:
测量不确定度可达到
•V棱镜折光仪的主要构造;
平行光管、V棱镜、对准望远镜、度盘、读数显微镜
•折射液的作用;
排除V棱镜和待测透镜之间的空气,从而提高测量精度。
自准直:利用光学成像原理,使物和像都在同一个平面上并重合的方法
•准直的目的、用途;
获得平行光束
•实现准直的方法;
激光束:很好的方向性、很高的亮度,是直线性测量的理想光束
进一步提高激光束准直性(平行性),可采用激光束的准直技术
利用倒装望远镜法,实现激光束的准直
•自准直仪的类别;
自准直仪一般指自准直望远镜和自准直显微镜。
第三章
•精密测角仪的主要部件关键部件及其作用;
自准直前置镜(瞄准、定位)
平行光管(产生无限远的瞄准标记:狭缝、分划线等)
精密轴系(围绕旋转中心平稳旋转,圆锥轴系、圆柱轴系、空气静压轴系)
圆分度器件(角度基准)
显微读数系统(将被测角与度盘进行比较,得到角度值)
•常见的圆分度器件;
最常用的是度盘,其他的还有多面体、圆光栅、光学轴角编码器、感应同步器等。
•放大率法的原理简图及测量装置;
原理简图:
测量装置:光具座(光源、波罗板、平行光管、测量显微镜)
•放大率法焦距测量计算;
•放大率法焦距测量中的注意事项;
负透镜(测量显微镜工作距离)
光源光谱组成(色差)
被测镜头像质
近轴焦距与全口径焦距(球差)、测量显微镜NA
第二章
•准直、自准直的概念;

光学测试技术-第1章-基本光学测量技术1

光学测试技术-第1章-基本光学测量技术1

② 消视差法 其推导过程与清晰度法一致。对消视差法在像方的调焦不确定度
换算至物方,换算公式为:
x
'
nf
'2 eq
可得到调焦误差为:
x
2n e
D'1
f '2 eq
n e
f
' eq
NA
D' D'1
其单次调焦标准不确定度为 x / 3
列表比较经过不同光学系统后的对准误差与调焦误差
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§1.1 光学测量中的对准与调焦技术
三、人眼的对准误差和调焦误差 1、人眼的对准误差
在正常照度下,人眼的对准误差主要取决于对准方式。 表1-1(p2)给出了5种不同对准方式下人眼的对准误差。 可见,随对准方式的不同,人眼对准误差在10″-120″之间。
2、人眼的调焦误差 要知道人眼的调焦误差,必须首先知道人眼是如何调
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§1.1 光学测量中的对准与调焦技术
②消视差法 人眼通过望远镜调焦时,眼睛在出瞳面上摆动的最大距离受出瞳直径 的限制。同时,在视网膜上像的位置由进入眼瞳的成像光束的中心线 与视网膜的交点决定。因此眼瞳的有效移动距离为b,实际移动距离
为t,且: b t
b b
t
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§1.1 光学测量中的对准与调焦技术
焦的。人眼常用的调焦方式有两种:清晰度法、消视差法。
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§1.1 光学测量中的对准与调焦技术
清晰度法 以目标和比较标志同样清晰为准,这时的调焦误差由几何焦 深和物理焦深造成。 ①几何焦深 标志严格成像在视网膜上,则在视网膜上的像是一个几何点。 调焦时目标不一定与标志在同一平面上。但只要目标在视网 膜上生成的弥散圆直径小于人眼的极限分辨率,人眼仍然认 为所成的像是一个点,即认为目标和标志同样清晰,或目标 与标志在同一平面上。 当弥散圆直径等于人眼的极限分辨率时,目标与标志之间的 距离δx即为调焦极限误差。称2δx为几何焦深。可见几何焦深 的大小主要取决于人眼的极限分辨率αe。

现代光学测试技术(苏俊宏,田爱玲,杨利红编著)PPT模板

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03
第二章光具座上的综合检测
第二章光具座上的 综合检测
第一节测量中的对准技术与调焦 技术 第二节光学测试装置的基本部件 及其组合 第三节焦距和顶焦距的测量 参考文献
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04
第三章光学材料测试
第三章光学材料测 试
第一节光学玻璃材料概述 第二节光学玻璃折射率测量 第三节光学玻璃光学均匀性测量 第四节光学玻璃应力双折射测量 参考文献
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第四章基本的光干涉测量技术
第四章基本的光干涉测量技术
第一节干涉条纹的分析 判读及波面质量评价
第三节波面错位干涉测 量
第五节波像差及其测量
第二节几种典型的干涉 仪
第四节干涉图分析与波 面拟合
参考文献
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第五章光电相位测量技术
第五章光 电相位测 量技术
第一节相位的静态测试技术 第二节相位的动态测试技术 参考文献
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第十一章光学系统评价
第十一章 光学系统 评价
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第一节光学系 统成像质量评 价方法概述
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第二节分辨率 测试
0 3
第三节成像质 量评价的星点 检验法
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第四节光学传 递函数
0 5
第五节干涉测 量
0 6
参考文献
感谢聆听
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第六章平面元件测试技术
第六章平面元件测 试技术
第一节平面元件基本量测量 第二节平面光学元件面形偏差检测 第三节平面光学元件光学平行度测 量 参考文献
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第七章球面元件测试技术
第七章球面元件测 试技术
第一节球面曲率半径测量 第二节球面光学元件面形偏差检 测 参考文献

工程光学实验I期末复习重点

工程光学实验I期末复习重点

工程光学实验I复习提纲考试形式:闭卷考试时间: 120 分钟题型大致分布:填空24分简答20分综合56分要求:必须在答题纸上作答,否则无效;作图题必须使用铅笔直尺作图,否则零分。

椭偏仪:1.椭圆偏振测量(椭偏术)是研究光在两媒质界面发生的现象及介质特性的一种光学方法,其原理是利用偏振光在界面反射或透射时发生的偏振态的改变。

2.椭偏仪实验中检偏器读数头位置的调整与固定时,使激光束按布儒斯特角(约57) 入射到黑色反光镜表面并反射入望远镜到达半反目镜上成为一个圆点。

3.椭偏仪实验中,圆偏振光的获得使入射光的振动平面和四分之一波片的光轴成45度角。

4.椭偏仪实验中,将被测样品,放在载物台的中央,旋转载物台使望远镜和平行光管夹角为 45度。

5.测量薄膜厚度和折射率实验中,椭偏参数为Ψ和Δ。

(写字母),6.椭偏术。

椭偏术是研究光在两媒质界面发生的现象及介质特性的一种光学方法。

7.下图为椭偏仪结构,请写出1-10仪器名称。

1 半导体激光器 2平行光管 3起偏器读数头(与6可换用)4 1/4波片读数头 5氧化锆标准样 6检偏器读数头 7望远镜筒8 半反目镜 9光电探头 10信号线 11分光计12 数字式检流计平行光管:1.凸透镜的鉴别率角值表达式。

"206256'2f a =θ2.根据衍射理论和瑞利准则,仪器的最小分辨角。

D λθ22.1=3.平行光管有4种分划板。

4.简述什么是光学系统的鉴别率。

答:光学系统能够把这种靠得很近的两个衍射花样分辨出来的能力,称为光学系统的鉴别率。

5.画出平行光管测量凸透镜焦距的原理图,并写出焦距表达式。

答:分)''y y f ⋅ 式中f 为被测透镜焦距,'f 为平行光管焦距实测值,'y 为玻罗板上所选用线距实测值('''Y B A =),y 为测微目镜上玻罗板低频线的距离(Y AB =,即测量测微目镜 焦距被测凸透镜 焦距平行光管物镜玻罗板 .4)(.3)'(.2.1f f A Bf 'α'f B 234α值)。

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光学检测原理复习提纲第一章 基本光学测量技术一、光学测量中的对准与调焦技术1、对准和调焦的概念(哪个是横向对准与纵向对准?) P1对准又称横向对准,指一个目标与比较标志在垂轴方向的重合。

调焦又称纵向对准,是指一个目标像与比较标志在瞄准轴方向的重合。

2、常见的五种对准方式。

P2 压线对准,游标对准。

3、常见的调焦方法最简便的调焦方法是:清晰度法和消视差法。

p2 二、光学测试装置的基本部件及其组合1、平行光管的组成、作用;平行光管的分划板的形式(abcd )。

P14 作用:提供无限远的目标或给出一束平行光。

组成:由一个望远物镜(或照相物镜)和一个安置在物镜 焦平面上的分划板。

二者由镜筒连在一起,焦距 1000mm 以上的平行光管一般都带有伸缩筒,伸缩筒 的滑动量即分划板离开焦面的距离,该距离可由伸 缩筒上的刻度给出,移动伸缩筒即能给出不同远近 距离的分划像(目标)。

2、什么是自准直目镜(P15)(可否单独使用?),自准直法?一种带有分划板及分划板照明装置的目镜。

Zz 自准直:利用光学成像原理使物和像都在同一平面上。

3、;高斯式自准直目镜(P16)、阿贝式自准直目镜(P16)、双分划板式自准直目镜(P17)三种自准直目镜的工作原理、特点。

P15—p17(概念,填空或判断)1高斯式自准直目镜缺点--分划板只能采用透明板上刻不透光刻线的形式,不能采用不透明板上刻透光刻线的形式,因而像的对比度较低,且分束板的光能损失大,还会产生较强的杂光。

2阿贝式自准直目镜---特点射向平面镜的光线不能沿其法线入射,否则看不到亮“+”字线像。

阿贝目镜大大改善了像的对比度,且目镜结构紧凑,焦距较短,容易做成高倍率的自准直仪。

主要缺点:直接瞄准目标时的视轴(“+”字刻度线中心与物镜后节点连线)与自准直时平面(a )"+"字或"+"字刻线分划板; (b )分辨率板; (c )星点板; (d )玻罗板镜的法线不重合;且视场被部分遮挡。

3双分划板式自准直目镜--要求两块分划板都要位于物镜焦面上,且二者刻线中心应位于同一条视轴上。

特点这种自准直目镜能实现视轴与平面镜法线重合,且像的对比度好。

但光能损失较阿贝目镜大,结构较复杂;其中一块分划板若有垂轴方向移动则造成自准时平面镜法线与视轴不重合,故不如高斯目镜可靠。

三、光学测量误差1、误差的来源归结为4个方面……;误差的分类3个:定义。

P20—P21误差的来源:a 、设备误差(标准器件误差、装置误差);b 、环境误差(温度、湿度、振动、照明等与标准状态不一致;电磁干扰;某些高能粒子对光电探测器干扰等);c 、人员误差(人眼分辨率有限,操作水平不高或固有习惯、感觉器官的生理变化等引起的操作和观测误差); d 、方法误差(采用的数学模型不完善,采用近似测量方法或由于对该项测量研究不充分等)。

误差的分类:a 、系统误差测量条件改变时,按照确定规律变化的误差称为系统误差。

包括仪器的制造误差、校准或调整误差、标准件的量值误差等。

b 、偶然误差(随机误差)在相同的测量条件下,多次测量同一量时,误差的绝对值和符号以不可预测的方式变化的误差称为偶然误差。

c 、粗大误差超出在规定条件下预期的误差称为粗大误差。

四、焦距和顶焦距的测量p321、测负透镜焦距时,焦距与显微镜工作距离关系。

由于负透镜成虚像,用测量显微镜观测这个像时, 显微镜的工作距离必须大于负透镜的焦 否则看不到刻线像。

若显微物镜的放大率为β,通过测量显微镜读得y ″,则得y ″=y ′*β, 即被测透镜的焦距:2、使用的分划板灵活应用公式进行焦距计算43、思考题:要测量一镜片的焦距,已知玻罗板上某刻线对的间距为30mm ,测量显微物镜放大倍率10x ,平行光管物镜的焦距1200mm ,通过测量显微镜的目镜测得玻罗板上刻线像的间距为4mm ,试求出该镜片的焦距。

(注经过显微镜后存在放大倍率问题)yy c f f ''-=βy yc f f ''''=第二章光学准直与自准直技术一、激光准直与自准直技术激光束有很高的亮度和相当好的方向性。

可利用倒装望远镜对激光束再进行细化和准直。

二、自准直法测量平面光学零件光学平行度1、第一光学平行度θⅠ、第二光学平行度θⅡ定义。

P48角度误差造成两平面在入射光轴截面内的不平行,称为第一光学平行度θI棱差则造成垂直于入射光轴截面内的不平行,称为第二光学平行度θII。

三、自准直法测量球面曲率半径和焦距1、自准球径仪(图2-12)的工作原理(要求会画原理图)。

P50—51一、自准直法测量球面曲率半径以抛光的被测球面作反射面,当投射到球面上的光线沿球面法线方向入射时,反射光线′上生成自身的清晰像。

2(夹持器作用)P53—54作业当自准直显微镜3调焦在被测透镜2的焦点F′上时,从自准直显微镜射出的光束经被测透镜后成平行光射向平面镜1.调节平面镜使它垂直于入射光束,则反射光按原路返回,在显微镜分划板上成清晰无视差的自准像,记下显微镜的位置度数B1;轴向移动自准直显微镜,到调焦在透镜表面顶点A上时又一次获得清晰无视差的自准像,再记下位置度数B2.当自准直显微镜调焦在被测透镜焦点F′上,并看到清晰无视差的自准直像时,绕垂直轴左右摆动透镜夹持器(摆动范围±5°以内),若看到自准直像左右移动,则轴向移动被测透镜,到夹持器摆动时,自准像不动,就说明后节点已位于垂直轴上了。

这时垂直轴中心到自准直1B-显微镜调焦点F′的距离就等于被测透镜的焦距。

测量焦距时,虽然少了一次调焦误差,但增加了确定节点位置的误差和确定夹持器垂直中心位置的误差。

第三章测角技术及其应用一、光学测量用的精密测角仪一般的精密测角仪的结构。

P60国内外著名的精密测角仪,其角度基准器几乎都是利用计量光栅制成的。

计量光栅还具有信号强、反差高、非接触、响应速度快和便于控制等特点,因此它广泛应用于角度的精密计量中。

关键部分圆分度器件(度盘、多面体、圆光栅、光学轴角编码器、感应同步器)二、测角技术的应用1、在精密测角仪上测量棱镜的角度的原理和计算公式。

P61 图3-61、使平行光管视轴和自准直望远镜视轴组成一锐角先使构成被测角A的一个工作面①转到图示位置,并调节到自准直望远镜中看到平行光管狭缝的像。

当狭缝像与自准直望远镜分划板刻线对准时,就表明平面①的法线正处在该锐角的角平分线上。

此时从度盘上可以取得一读数。

2在工作台上可以按图所示那样来放置被测棱镜。

这时转动调平螺丝3能使平面②倾斜,而对平面①的影响很小。

当转动调平螺钉2时能使平面倾斜,而对平面②的影响很小。

2、折射率定义(p62);折射率:光在真空中的传播速度与在介质中的转播速度之比,但是要通过测量光速度来得到折射率显然是很难办到的,光学玻璃折射率的测量主要借助于折射定律,即通过测量光线在不同介质中传播时偏折的角度来实现的,测角技术是测量光学玻璃折射率的基础。

并要知道:光学玻璃折射率是通过测量光线在不同介质中传播时偏折的角度来换算的。

V棱镜法就是通过测量偏折角θ的准确值,计算出被测玻璃的折射率n 。

3、V棱镜法测量原理;对V棱镜的要求;对被测样品的要求;折射液的作用。

p62原理:以单色平行光垂直射入V棱镜的AB面。

如果被测样品的折射率n和已知的V棱镜折射率n0相同,则整个V 棱镜加上被测玻 璃样品就像一块平行平板玻璃一样,光线 在两接触面上不发生偏折,所以最后的出 射光线也将不发生任何偏折。

如果两者折射率不相等,则光线在接触面 上发生偏折,最后的出射光线相对于入射光线就要产生一偏折角θ。

偏折角θ的大小和被测玻璃样品的折射率n 有关。

(上原理图) V 棱镜法就是通过测量偏折角θ的准确值,计算出被测玻璃的折射率n 。

测得出射光线相对于最初入射光线方向的偏折角θ, 根据已知的V 棱镜材料折射率n0,就可以计算出被测玻璃的折射率n 。

折射液的作用:防止光线在界面上发生全反射;即使样品加工90°角不准确,加上折射液之后,近似于一个准确的90°角; 样品表面只需细磨,免去抛光的麻烦。

5、精密测角法测量物镜长焦距的测量原理、公式(精密测角仪上测量)。

P66—67在被测物镜的焦平面上,垂直于光轴设置一玻璃刻线尺或者分划板,其中A 和B 是它上面的两条间隔为2y0的刻线。

两刻线对被测物镜主点的张角为2w ,则当刻线尺或者分划板被照亮后,刻线上A 和B 两点发出的光束经过被测物镜后,成为两束夹角为2w 的平行光。

用测角仪器上的望远镜先后对准刻线A 和B ,则望远镜转过的角度就是2w ,得出被测物镜的焦距为 f ′=y0/tg ω。

6、自聚焦透镜数值孔径测量时积分球作用。

第四章 光学干涉测量技术一、干涉测量基础1、样板检测原理 基于光波等厚干涉原理是一种接触的干涉检验法,它利用样板的标准面与零件的被检面重合在一起,由干涉条纹的12222(sin sin )n n n θθ=±-02y f -ω2ω2度盘被测物镜 刻线尺望远镜ωtan 0'yf =形状和数量及加压时条纹的移动方向判断面形偏差 玻璃样板法2、国标GB2813-81规定的光圈识别方法、并灵活应用。

P81(会读,会判断光圈高低,会计算象散差)补充:在利用玻璃样板法检验光学零件表面面型误差中,是利用光线在两接触面间的空气薄层中产生的干涉条纹来判断被检面相对于标准面的偏差的。

二、泰曼、斐索干涉测量1、泰曼、斐索干涉的测量原理(哪个共程,哪个不共程,适合测量的面型对比)2、斐索平面干涉仪如何消除杂散光的影响?p92—93 5、斐索型平面干涉仪光路P93 4-21 哪两个表面产生干涉现象第六章 光学系统成像性能评测一、星点检验1、定性评价光学系统的成像质量。

2、星点检验原理 p152通过考察一个点光源(即星点)经光学系统后在像面及像面前后不同截面所成的衍射像(即星点像)的光强分布,定性地评定光学系统的成像质量。

4、衍射受限系统星点像光强分布5、星点检验的光路原理图;最大星孔直径计算方法(公式)max 0.61'c d f Dλ=例题p154—156 二、分辨率测量1、定量评价光学系统成像质量,综合性指标。

2、三个判据各自认为准则。

3、理论分辨率随视场增大而下降,而且子午方向的分辨率比弧矢方向下降得更快。

4、线条宽度的计算5、不同类型的光学系统(望远、照相、显微)的分辨率的具体表达。

P159(1)望远系统:望远系统的物在无限远,用角距离表示刚能分辨的两点间的最小距离,即以望远物镜后焦面上两衍射斑的中心距σ0对物镜后主点的张角α表示分辨率 α=σ0/f ′=1.22λ/D (2)照相系统:照相系统以像面上刚能分辨的两衍射斑中心距的倒数表示分辨率 N=1/σ0=1/(1.22λF )=D/(1.22λf ′) (3)显微系统:显微系统中以刚能分辨开的两物点间的距离表示分辨率ε=σ0/β=0.61λ/NA β为显微物镜的垂轴放大率。

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