工程光学

第七章 光学仪器的主要性能指标和质量检验方法

本章讨论照相物镜、显微镜和望远镜的主要光学性能及其检验方法，并介绍几种常用光学测量设备。

§7.1照相物镜

照相物镜的主要光学参数有焦距、相对孔径、视场角、渐晕(像面照度均匀性)、分辨率、光学传递函数、透过率、杂光系数，可根据实际使用情况选择其中若干检验项目。

1．焦距

前面已经学过，位于光轴上无穷远处的物通过照相物镜成像，像所在的位置为像方焦点；像点位于光轴上无穷远时所对应物点的位置为物方焦点。照相物镜的物方主平面与物方焦点之间的距离为物方焦距，像方主平面与像方焦点之间的距离为像方焦距。

测量照相物镜焦距的方法主要有放大率法和精密测角法。在大批量生产中有时还会用顶焦距测量代替焦距测量。

a.放大率法

用放大率法测量照相物镜焦距的原理如图7-1所示，玻罗(Porro)板位于平行光管物镜的物方焦平面上，平行光管物镜将玻罗板上的两条平行刻线成像到无穷远处。

图7-1 放大率法测量照相物镜焦距的原理图

若玻罗板上双刻线(刻线与图面垂直)之间的距离为2y，双刻线与光轴上下对称，平行光管物镜的物方焦距为f’c则刻线的主光线与光轴的夹角为

ω=tan 1y f'c

设被测镜头的焦距为f ’，刻线经过被测镜头成像后的像到光轴距离为

y'=f'tanω=f' y f'c

当读数显微镜的横向放大倍率是β时，被测镜头的焦距为

f'=f'c y' (7-1) y β

这种方法不仅能测整组镜头的焦距，原则上也可以测量包括单片、胶合片等任意光学系统的焦距，但是，应注意测量精度受像差的影响。

这种方法也可以测量具有负光焦度光学系统的焦距，测量原理如图7-2所示，要求读数显微镜的工作距离必须大于被测镜头的焦距。