光学测量复习题

1.光学测量：对光学材料、零件及系统的参数和性能的测量。2.直接测量：无需对被测的量与其他的实测的量进行函数关系的辅助计算，而直接得到被测值的测量。3.间接测量：直接测量的量与被测的量之间有已知的函数关系，从而得到该被测量的测量。4.测量误差原因：（测量装置误差）（环境误差）（方法误差）（人员误差）。5.测量误差按其特点和性质，可分为（系统误差）、（偶然误差）和（粗大误差）。6.精度：反应测量结果与真实值接近程度的量。7.精度分为：①正确度:由系统误差引起的测量值与真值的偏离程度②由偶然误差引起......③由系统误差和偶然误差引起的......8.偶然误差的评价:(标准偏差)(极限误差)。9.正态分布特征：（单峰性）（对称性）（有界性）（抵偿性）。10.确定权的大小的方法：（根据测量次数确定）（由标准偏差确定）。11.对准（横向对准）是指在垂直于瞄准轴方向上，使目标和比较标记重合或置中的过程，又称横向对准。12.调焦（纵向对准）指目标和比较标记瞄准轴方向重合或置中的过程。13..对准误差：对准残留的误差。14.调焦误差：调焦残留的误差。15.常用调焦方式：（清晰度法）、（消视差法）。16.清晰度法：以目标象和比较标志同样清晰为准，其调焦误差由几何景深和物理景深决定。17.消视差法：以眼睛垂直于瞄准轴摆动时看不出目标象和比较标志有相对错动为准，调焦误差受对准误差影响。18.平行光管：是光学测量中最常用的部件，发出平行光，用来模拟无限远目标，主要由（望远物镜）和（安置在物镜焦平面上的分划板）构成。19.调校平行光管的目的：是使分划板的分划面位于物镜焦平面上。调校方法：（远物法）、（可调前置镜法）、（自准直法）、（五棱镜法）和（三管法）。20.自准直仪：（自准直望远镜）（自准直显微镜）。21.自准直目镜是一种带分划板和分划板照明装置的目镜。一般不能单独使用，应与望远镜物镜配合构成自准直望远镜；与显微镜物镜配合构成自准直显微镜。它们统称自准直仪。22.常用自准直目镜：（高斯目镜）、（阿贝目镜）、（双分划板式自准直目镜）。23.剪切干涉法常见的平板式横向剪切干涉仪，它是以干涉条纹成无限宽，即干涉场中呈均匀一片作为判别光束准直性基准的。24.双楔板剪切干涉法的原理？解：假设楔板的棱边平行于x轴(棱边呈水平状态)，并倾斜至于光路中。一离焦板的光波Kd(x2+y2)经楔板前，后面反射，则反射波沿x方向被横波向剪切。干涉条纹是一组与x轴倾斜的直线簇，在重叠区域形成的条纹可表示为（nkβ）y+(KDs)x=mπ25.V棱镜法的检测原理：当单色平行光垂直的入射到V棱镜的ED面时，若被检玻璃折射率n与V棱镜折射率n0完全相同，则出射光不发生任何偏折的射出；若n与n0不等，则出射光相对入射光有一偏折角θ，若测出θ，就可计算出折射率。26.V棱镜折光仪：主要用于平行光管、对准望远系统、读数显微镜系统和标准V块组成。27.V棱镜折光仪的使用方法：平行光管分划板的刻线是在水平透光宽缝中间刻一细长线。由平行光管射出的单色平行光束经V棱镜和待检试样后，产生偏折角θ，转动望远镜对准平行光管的刻线象。当望远镜对准时，带动度盘转动。有读数显微镜读得角θ，其整数部分由度盘读出，小数部分由测微目镜读出。28.最小偏向角法的测量原理：单色平行光沿MP方向射出，入射光与出射光的夹角δ为偏向角，当i1=i2’，i1'=i2时，偏角δ最小，称作最小偏向角。29..光学玻璃在退火过程中，由于各处温度不均匀而保留下来的应力称为残余应力，它会引起双折射。应力对光学零件的加工和成像质量带来很大影响，当应力较大时，由于加工过程中玻璃受热，受压，会引起光学表面变形，甚至产生炸裂。此外由于应力分布不均匀，将导致折射率分布不一致，使光波经过光学元件后发生波面变形，象质变坏。30.光谱特性：主要指各种有色光学玻璃在规定的光谱区域内的透射比、吸收比和光密度。31.光谱透射比：指透过待检验样品的光通量与入射光通量的比值随波长的变化，通常用曲线表示。32.测量光谱透射比的方法：（点测法）（自动记录测量法）。33.分光光度仪的组成：（光源）（单色仪）（接收器）。34.棱镜分光光度仪的原理：凹球面镜将从色散棱镜出射的各波长的平行光会聚焦与其焦面上，此处安置出射狭缝，当色散棱镜和平面镜一起转动时，不同波长的准单色光依次由狭缝射出，经试样和透镜后由光电管吸收。35.反射棱镜的光学不平行度：理论上，所有反射棱镜均可展成入射面与出射面严格平行的等效玻璃平板，如果棱镜存在角误差和棱差，则当光线垂直棱镜入射面入射时，光线在出射前对出射面法线的夹角。36.斐索平面干涉仪检测面型偏差原理和方法：通过调整标准平面相对待测面的倾斜，即改变其空气楔的方位和大小，则两相干光束的光程差沿空气楔主截面方向逐渐变化，形成等厚干涉条纹。由于光线是垂直射向标准面的，故相邻的两条纹间的光程差变化量λ，相应空气楔厚度的变化应为λ/2。则有干涉条纹的弯曲量以及局部不规则量可求得带侧面的面形偏差。当减少空气楔厚度时，同级序的干涉条纹将向着保持原来程差值的方向移动，由此确定面形偏差的凸凹性质。37.视度调节：为了适应不同视度的观测者使用需要，对目视光学仪器要求其出射光束能够调节。光学仪器的这种调节能力称为视度调节。38.望远系统的适度调节：（利用移动目镜来实现的）（无分划板的望远系统，也可利用移动物镜来实现）。39.视度（SD）：指目视光学仪器出射光束的会聚或发散程度。望远系统的视度调节通常是利用移动目镜的方法实现的。对于无分划板的望远系统也可移动物镜的方法实现视度调节。40.视度检验：指目镜视度分划调节到某值时，检测其视度装定误差是否在规定的公差范围内。41.视差：如果望远系统的分划面未装定在望远物镜的后焦平面上，那么通过目镜观察时，物象和标记相对人眼不在同一深度。望远系统的视差通常以视差角或视度差表示。望远系统的视差通常以（视差角）（视度差）表示，前者是由视差而引起的物方极限瞄准误差角，后者为物象和分划在系统象方的视度之差。42.照相物镜对远距离目标成像时，参与成象的轴向平行光束受物镜孔径光阑或入瞳的限制;对于轴外平行光束还要受透镜边框或附加光阑限制。43.渐晕现象：通过照相物镜的斜光束截面面积Sw与轴向光束截面面积So不相等的现象。其数值用渐晕系数Vw=Sw/So*100%。44.渐晕现象产生的原因：（斜光束受遮挡）（光阑象差）。45.星点检验法：按点基元观点，通过考察一个点光源（星点）经系统所成的象及象面前、后不同截面衍射图形的光强变化及分布，定性地评价光学系统的成象质量。46.检验光学系统的共轴性：检验前，应调待检系统光轴与平行光管光轴准确一致。在此基础上，如果所见衍射环不同心，或同一环上光能分布不一致，或颜色不一样，则表明待检系统的共轴性遭到破坏。47.检验位置色差：星点检验位置色差时，为排除球差等因素带来的复杂情况，常将待检系统限制在近轴区域成象，以白光照明轴上星点，若系统未校色差，则星点衍射象的显著特点是具有鲜艳的衍射彩环，并在D光象点的前、后截面上课观察到色序相反的彩环。48.望远系统的分辨率：在很大程度上取决于望远物镜的分辨率。这是因为物镜焦面上待分辨的两个象点是成象光束经入瞳衍射的结果，而目镜的作用仅仅是将其放大，并不限制光束，也就不再对两象点有衍射影响。49.由于哈特曼法无法确定理想象高，也无法确定实际主光线在理想平面上的投射高度，故不能检测畸变和倍率色差。50.准直检测技术分两类：一类是利用塔尔伯特自身成象与莫阿现象，另一类是剪切干涉法。当光栅由一单色准直光束照明时，在垂直于光传播方向的一些特定平面内将形成准确的光栅自身象。若在光栅自身象处放置第二块光栅，则可观察到莫阿条纹。光束的非准直会引起莫阿条纹的变化。反之，由莫阿条纹的变化，即可检测出光束的准直性。51.干涉色法是利用线偏振光干涉，由干涉色的识别来确定光程差大小的。为此，自然光须经起偏器变成线偏振光入射。若玻璃不产生双折射，则仍以线偏振光射出。使检偏器的主方向与起偏器正交，则人眼看到的是暗视场。若玻璃具有双折射，则出射的o光和e光之间具有稳定的光程差，通过检偏器将发生干涉。由干涉色可判断光程差，并确定双折射等级。52.光谱透射比测量方法：点测法和自动记录测量法。点测法使用分光光度计对光谱透射比实现逐点测量，仪器由三部分组成：光源、单色仪和接收器。其分光元件是棱镜，为适于在较宽的波段范围内测量光谱透射比，采用反射式圆盘单色仪。凹球面镜将从色散棱镜出射的各波长的平行光会聚于其焦面上，此处安置出射夹缝。当色散棱镜和平面镜一起转动时，不同波长的准单色光依次由夹缝射出。经试样和透镜后由光管接收。从检流计上读出相应的光管受光面的照度数。为使发光强度稳定，光源备有稳压电源。一、填空题1.光学测量的测量对象包括光学材料、光学零件、光学系统。2.测量误差根据其来源不同分为测量装置误差、环境误差、方法误差、人员误差。4.平行光管主要的构成有望远物镜、安装在物镜焦平面的分划板。5.常用的自准直目镜有高斯目镜、阿贝目镜、双分划板式自准直目镜。6.光谱特性主要指各种有色光学玻璃在规定的光谱区域内的透射比、吸收比、光密度。7.光学零件的面形偏差参数包括半径偏差、象散差、局部偏差。二、选择题1.由于偏离测量规定条件或者由于测量方法所引入的因素，按某确定规律所引起的误差为AA系统误差B随机误差C粗大误差D人员误差2.待测光学表面与考光学表面在相互垂直的方向上的光圈数不等所对应的偏差为BA半径偏差B象散差C局部偏差D球面面形偏差3.放大率法测量一透镜的焦距，其平行光管物镜的焦平面处装的分划板类型是BA十字分划板B玻罗板C星点板D分辨率板4.用一焦距仪以间接测量的方法测量一正透镜的焦距，经计算得f’=134.8mm，=0.23％，则该透镜的焦距测量值应表达为DAf’=134.8mmBf’=134.8x1.23％mmCf’=134.8±0.3Df’=134.8±0.9mm5.用迈克尔逊干涉仪测量一金属薄带的厚度，若测量中光探测器测到移动的条纹数目为20条，该干涉仪激光波长为500nm，则该金属薄膜的厚度为AA10umB5umC0.5umD0.25um6.焦面光源发法检测一照相物镜的入瞳直径，若物镜的最大口径呈圆弧多边形，经测得实际入瞳面积为900m2，则透镜的入瞳直径为DA100mmB10mmC30mmD33.9mm三、简答题1.简述平行光管的构成、用途及调校目的。平行光管主要由望远物镜和安装在物镜焦平面的分划板构成。平行光管发出平行光用来模拟无限远目标。平行光管的调校目的是使分划板的分划面位于物镜焦平面上。2.简述不同类型的有色光学玻璃的光谱特性曲线的差别。硒镉着色玻璃的光谱特性属于截止滤光片型，有一个较宽的高透射区和一个高吸收区；离子着色选择性吸收玻璃的光谱特性曲线上有明显的峰或谷；离子着色中性玻璃在可见光谱区，光谱特征曲线十分接近于平行横坐标的直线。3.简述塔尔伯特成像法检测光束准直性的工作原理。当光栅由一单色准直光束照明时，在垂直于光传播方向的一些特定平面内将形成准确的光栅自身像。若在光栅的自身像处放置第二块光栅，则可观察到莫阿条纹。光束的非准直会引起莫阿条纹的变化。反之，有莫阿条纹的变化，即可测出光束的准直性。4..什么是视度？什么是视度调节？通常如何实现视度调节？视度（SD）是指目视光学仪器出射光束的会聚或发散程度。为了适应不同视度的观测者需要，对目视光学仪器要求其出射光能够调节，光学仪器的这种调节能力称为视度调节。望远镜的视度调节通常利用移动目镜的方法来实现的，对于无分划板的望远系统也可用移动物镜的方法来调节。5.简述星点检验法评价光学系统像质的原理。原理是按点基元观点，通过考察一个点光源（星点）经系统所成的象及象面前、后不同截面衍射图形的光强变化及分布，定性地评价光学系统的成象质量。四、论述题请简述V棱镜折光测量仪测量光学玻璃折射率的工作原理、操作步骤及误差来源。V棱镜法的检测原理：当单色平行光垂直的入射到V棱镜的ED面时，若被检玻璃折射率n与V棱镜折射率n0完全相同，