第二十八章雙絲檢驗與單絲

第二十八章對二次非球面反射鏡與自準直透鏡系統(tǒng)的雙絲檢驗和單絲檢驗的歷史和應用作全面的分析Ward26.21絲檢驗中的第一根絲(第二根絲是參考絲)與單絲檢驗中的單絲形成圍繞著每一環(huán)帶的雙叉線或統(tǒng)的斜率偏離時，離軸與同軸兩種情況下均不需要用孔徑模板。這種檢驗方法的歷史涉及許多分支。單絲檢驗與狹縫和針孔光源有關。許多業(yè)余望遠鏡制f/8f/5.56:1。金(King)1934縫光源的單絲使羅契圖樣展開為標準的狹縫。這是一種定量的檢驗方法，但是要觀察到羅契圖與標準狹縫的邊界線是的耶格利(Yeagly)于1938年用了針孔光源與單絲但是他使用f/8(Gaviola)和普萊茲思(Platzeth)1939D.(New,1978)一書中已作了詳細說明。大概在1965年以前，錫特拉斯(Citrus)大學的光學工藝教師J.肯特在該地區(qū)的空間公司工作時就全面研究了單絲檢驗，他的發(fā)明于196890in射鏡的表面斜率偏差?？咸馗M一步(1968概述單絲檢驗的歷史可以看出，用單絲檢驗及針孔光源可以做許多實驗，但是用它來觀察f/7動會帶來影響。0.008in0.005in（2.8.1環(huán)帶。當單絲沿著非球面凹面反射鏡的軸向平面移動時，羅契線精確地對準用鉛筆作過記號的環(huán)帶（

28.2y2/RR，y,首先f/3一步修磨到0.05λ。因為這已是大孔徑f數(shù)離軸檢驗的極限，所以應該使用共軸檢驗裝置（見28.3。我所用的雙絲檢驗與單絲檢早在1963Northron在制造大型風洞光學元件時就采象系統(tǒng)的一種新型的定量和定性 28.4從圖28.4（b）中可以看到球差校正不28.4c 圖28.4 心到0.707帶的中心區(qū)域與0.707帶到邊緣 表示修磨典型光學系統(tǒng)時某些一般性的誤差。光學系統(tǒng)利用一塊光學平板發(fā)射出平行光束。請注意細絲檢驗圖形與下邊羅契圖的關系，它們與第二十七章討論的準圖類似。a圖說明中心區(qū)域是而邊緣無環(huán)帶差的檢驗圖樣bcde陰影圖(焦點圖)與雙絲圖樣的關系是有指焦點圖的判讀方法已眾所周知(見第雙絲檢驗的裝置類似于單絲檢驗裝28.645/45f/2.5已用離軸單絲或雙絲檢驗過f/3y2/R其中y帶值，R28.1)。第二條吸收是定方向的0.008in。28.6。28.6ff/16.20.75in檢驗施密特卡塞格林自準直系統(tǒng)的環(huán)帶球差的校正狀況00×顯微鏡28.728.2)。0.003in第二章中已經(jīng)概括討論過大孔徑(大約f/3)凹拋物28.6者已成功地用離軸檢驗法檢驗了f/3的圓錐表面。當然， 圖28.7雙絲檢驗裝置的配置圖用共軸或離軸檢驗裝置檢驗非球面系統(tǒng)類似于在反射鏡曲率中心處的刀口檢驗或圖28.6所示的自準直系統(tǒng)。在絲檢驗非球面反射鏡時，在任何徑向環(huán)帶上第一根細絲成羅契圓線(用軟鉛筆以一定精度預先作上記號)。圓線與檢驗裝置在非球面反射鏡上的軸平面位置有0.25in。第共軸檢驗時，要使針孔與兩根細絲共軸，其中半反射薄片與第二根細絲有著重要的作用。測量f/30.5in0.707用了傳統(tǒng)的遮光板，其開孔位于某些區(qū)域(見表26.3中心環(huán)帶14和15)因而導致誤差。但是用比較表28.1與表26.3，注意用單絲或雙絲檢驗時不要用帶孔的遮光板。表28.1中的遮光板是從中心帶開始，環(huán)帶區(qū)域間有1in的間隔。在反射鏡的中間帶區(qū)可觀察到的環(huán)帶斜率6in41/16λ的要求。麥克格爾(McGuire) 式中，s；CC0.0026in。如果光源可動，C0.0013in，上述兩種值都C(C－0.0026in)C(C置安裝成共軸是的。N是圓錐面的f數(shù)，即為數(shù)值孔徑倒數(shù)的二分之一。面，C值也是0.0013in。如果自準直裝置中只有刀口、單絲或雙絲，裝置是可以移動的，則C值0.0026in。s肯特，光軸與任何圓錐表面法線交點的分步范圍等于圓錐曲面的最大矢高乘以偏心率的平方或Dn=e2a(28－2)s式中，Dn，e，as 或刀口的位移量a a＝r2/2R+r4(1-e2)/8R rRe＝1r2/R(它們取決于光學裝置的型式)。由方程(28－3)可以看出，任何圓錐曲面的位移量近似地正比于偏心率的(Kirham)0.90mm200mm240mm，1/323.60mm(只取方程(28－3)中第一項)，根據(jù)位移量求得的誤差為(200/240)2×0.065×(1/32)＝0.15mm總的環(huán)帶位移小于這就說明測量修磨非球面是一件復雜的事情。用霍爾隆所述的零位光學裝置、零位透鏡浸液檢驗法可以修磨而達到平滑的非球面。位移公差的計算表明，非球面的質量可以保證在一個波長以內。雙絲檢驗或肯特雙絲檢驗是羅契檢驗和傅科陰影檢驗的組合。雙絲檢驗與單絲檢驗法優(yōu)于普勞斯凱特(Plasket)和加維奧拉方法由幾不同的觀察者用單絲檢驗法測量羅密斯90in196332.5in假如我們制造一臺直徑為12.5in主焦距F1為50in放大率4倍有效焦距F為200in的卡塞格林系統(tǒng)。若從主鏡前表面到后焦面的距離d為12.5in，則反射鏡間距離s為37.5in。公式：s＝F1(F－d)/(F1+F) 若次鏡與前焦點的距離p＝12.5in，次鏡與后焦點距離p＝50in(放大率＝p/p)，則可由下式計算次鏡的曲率半徑：R1＝2pp/(p-p) 4in(3.6in)，f/10。這樣易于經(jīng)修磨及檢驗達到要求。LAy：f/3.5LA 1/2NQC2＋NCP(1－CT)(NC＋C)y2 由公式(28－3)推導出主鏡軸向球差表達式。主鏡的軸向球差在A.E.康拉弟(Conrady)著的AppliedOpticsandOpticalDesign,Dover1957P85G在現(xiàn)在的情況下，光學系統(tǒng)是很簡單的，由狹縫射出的光束經(jīng)自準直系統(tǒng)匯聚于其本身，TR1、R2新的表達式對初級相差而言是非常精確的。刀口與光源應該靠近，以使離軸的相差不會影響檢驗結果。C1＝1/33.33＝0.03；C2＝1/40＝0.025。如果用派勒克斯玻璃將次鏡厚度做將上述值代入公式，LA變?yōu)?0.0521＋0.0007)y2。將計算結果寫成兩項來表示，即相對值75有效焦距為200in、直徑為12.5in的卡塞格林系統(tǒng)中，從主鏡出射的邊光大約以1.8in離軸量投射于次鏡上。令y＝1.8in計算雙曲面的LA值為0.1688in，加上折射項0.0023in，總的是0.1711in。如果不在中心(軸上)檢驗而是在邊緣環(huán)帶檢驗，刀口與光源相對次鏡再移動0.7(y＝1.26in)0.0838in，而且用內反射光檢驗，而不是直接用環(huán)帶遮光板的方法。因為光由檢測點發(fā)散，y本節(jié)引自《天空與望遠鏡，該書作者J.L.理查特(Richter)，1970年1月于洛杉磯。本文制作雙曲面時口檢驗的環(huán)帶斜率計算法。由于陰影的存在要在預先有記號的環(huán)帶上測定y值是的，因而使它的應用收到了限制。顯然絲或雙絲檢驗找出雙叉圖樣的羅契線是方便的。用這種方法制作了卡28.8置，雙絲必須是一個整體，以使計算簡化。由于里奇遮光板法中有許多固定的誤差，故環(huán)帶的斜率偏差測量中全部采用了細絲檢驗。雙絲檢驗比單絲檢驗的一個優(yōu)點是所有的一根參考細絲可以檢驗雙叉圖樣本身的中心線與第二(28－3)中是平方項設計時eee1(100%)，1(100%正)。圖28.8 Bell.L.Theescope,McGraw-Hill,NewYork,1922,p.DeVany,A.S.“SphericalAberrationysisbyDoubleWireTesting,”Appl.Opt.,6,1073-1075(1967)DeVany,A.S.Supplementto“SphericalAberrationysisbyDoubleWireTesting,”Appl.Opt.,9,1720-1721(1970)Gaviola,E.“OnthetativeUseoftheFoucaultKnife-EdgeTest,”J.Opt.Soc.Am.,Kent,J.J.Jr.,privatecommunication,Loomis,D.A.Newsletter,OpticalScienceCenter,UniversityofArizona,3,75(1968)Loomis,D.A.,privatecommunication,1971King,J.H.“AQuantativeOpticalTestforescopeMirrors,”J.Opt.Soc,Am.,AprilKing,J.H.“AQuantativeOpticalTestforescopeMirrors,”inAmateurescopeMakingAdvance,BookOne,A.G.Ingalls,Ed.,Sci.Am.,104-108(1948)Selby,H.H.“NotesontheOpticalTestingofAsphericSurface,”inAmateurescopeMaking,BookTwo,A.G.