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第1章 光学测量基础知识 1

1.1测量的基本知识 1

1.1.1测量的概念 1

1.1.2基本物理量及其单位 1

1.1.3测量方法的组成 2

1.1.4测量的分类 3

1.2测量误差及数据处理 4

1.2.1量的真值和残值 4

1.2.2测量误差的来源和分类 4

1.2.3偶然误差的评价 4

1.2.4算术平均值和残差 5

1.2.5算术平均值的标准偏差 6

1.2.6不确定度 6

1.2.7粗大误差的判断 7

1.2.8有效数字 7

1.2.9等精度测量数据处理步骤 7

1.3人眼及目视光学仪器的瞄准误差 8

1.3.1人眼在测量中带来的瞄准误差 8

1.3.2人眼通过目视光学仪器观察时的瞄准误差 8

1.4光电瞄准技术 10

1.4.1光电自动对准 10

1.4.2光电自动定焦 12

本章小结 14

思考题与习题 14

第2章 常用光学测量仪器及基本部件 16

2.1平行光管 16

2.1.1平行光管的光学原理及主要结构 17

2.1.2平行光管的调校 19

2.2自准直目镜 22

2.2.1高斯式自准直目镜 23

2.2.2阿贝式自准直目镜 23

2.2.3双分划板式自准直目镜 24

2.2.4自准直望远镜和显微镜 26

2.3测微目镜 27

2.3.1测微目镜的细分原理 27

2.3.2几种常见的测微目镜 28

2.4光具座 32

2.5测角仪器 35

2.5.1精密测角仪 35

2.5.2经纬仪 39

2.6积分球和球形平行光管 42

2.6.1积分球 42

2.6.2球形平行光管 44

2.7单色仪 45

2.7.1棱镜式单色仪的工作原理 45

2.7.2单色仪主要零件的要求 46

2.7.3单色仪的主要光学性能 46

2.7.4常用单色仪简介 47

2.8干涉仪 49

2.8.1有标准镜的干涉仪 49

2.8.2无标准镜的干涉仪 54

2.8.3干涉图的分析 59

2.9波面相位光电检测技术 59

2.9.1移相干涉术 60

2.9.2锁相干涉术 62

2.9.3外差干涉术 63

本章小结 64

思考题与习题 65

第3章 光学玻璃的测量 66

3.1光学玻璃折射率与色散的测量 66

3.1.1折射率的概念及影响因素 66

3.1.2折射率和色散的测量 68

3.2光学玻璃的双折射测量 73

3.2.1应力与双折射 73

3.2.2双折射的测量方法 74

3.3光学玻璃光学均匀性的测量 78

3.3.1产生光学不均匀的原因 78

3.3.2检查光学均匀性的方法 78

3.4光学玻璃光吸收系数的检测 83

3.4.1无色光学玻璃光吸收系数的定义 83

3.4.2测量原理 84

3.4.3检测时需要考虑的几个问题 84

3.4.4测量仪器 85

3.4.5对试样的要求和几点说明 86

3.5有色光学玻璃光谱特性的测量 86

3.5.1离子着色选择吸收玻璃的光谱特性 87

3.5.2硒镉着色玻璃的光谱特性 87

3.5.3中性玻璃的光谱特性 88

3.5.4光谱特性的测量 89

本章小结 91

思考题与习题 92

第4章 光学零件的测量 93

4.1光学面形偏差的检验 93

4.1.1球面光学零件面形的检验 94

4.1.2非球面检验 99

4.2曲率半径的测量 102

4.2.1机械法 102

4.2.2自准直法 104

4.3平面光学零件角度的测量 106

4.3.1测角仪法 106

4.3.2比较测量法 107

4.3.3干涉法 108

4.4平面光学零件平行度的测量 108

4.4.1自准直法测玻璃平板光学平行度 109

4.4.2反射棱镜光学平行度的测量 109

4.5焦距和顶焦距的测量 112

4.5.1精密测角法 113

4.5.2放大率法 114

4.5.3附加透镜法 116

4.5.4附加接筒法 117

本章小结 118

思考题与习题 118

第5章 光学系统特性参数的测量 121

5.1望远系统特性参数的测量 121

5.1.1望远系统视度的测量 121

5.1.2望远系统视差的测量 124

5.1.3望远系统视放大率的测量 127

5.2显微系统特性参数的测量 128

5.2.1显微系统视放大率的测量 128

5.2.2显微镜物镜数值孔径的测量 130

5.3照相物镜特性参数的测量 132

5.3.1照相物镜相对孔径的测量 132

5.3.2照相物镜有效光阑指数的测量 134

本章小结 136

思考题与习题 136

第6章 光学系统光度特性的测量 137

6.1光学系统透射比的测量 137

6.1.1透射比概述 137

6.1.2望远系统透射比的测量 138

6.1.3照相物镜透射比的测量 140

6.1.4照相物镜透射比测量的条件和注意事项 142

6.2光学系统杂光系数的测量 142

6.2.1杂光系数概述 142

6.2.2杂光系数的度量 143

6.2.3杂光系数的测量 144

6.3照相物镜渐晕系数的测量 148

6.3.1照相物镜渐晕系数概述 148

6.3.2照相物镜渐晕系数的测量方法 148

6.4像面照度均匀度的测量 150

本章小结 152

思考题与习题 152

第7章 光学系统像质检验与评价 154

7.1星点检验 154

7.1.1星点检验原理 154

7.1.2星点检验装置 156

7.1.3星点检验的判别技术 158

7.2分辨率检测 162

7.2.1衍射受限系统的分辨率 162

7.2.2分辨率图案 163

7.2.3望远系统分辨率检测 165

7.2.4照相物镜分辨率检测 167

7.2.5显微镜分辨率检测 169

7.2.6低对比分辨率检测 169

本章小结 171

思考题与习题 171

光学测量实验 173

实验一 平行光管调校 173

实验二 V棱镜折光仪测量折射率和色散 176

实验三 光学零件曲率半径测量 180

实验四 放大率法测量焦距和顶焦距 183

实验五 激光球面干涉仪检测面形偏差 185

实验六 望远镜的视度与视差检测 187

实验七 光学系统分辨率检测 189

参考文献 192