在元件或系統(tǒng)的設(shè)計和生產(chǎn)過程中利用
光學(xué)參數(shù)規(guī)格可使該元件或系統(tǒng)精確達到特定的性能要求。 光學(xué)參數(shù)規(guī)格非 常有用,原因有以下兩點: 首先,它們可以指定決定系統(tǒng)性能的可接受的關(guān)鍵參數(shù)限值;其次,它們能夠確定應(yīng)花在生產(chǎn)上的資源的數(shù)量(即時間和成本)。
8KD7t&H 光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)規(guī)格過低或過高都會影響其性能,從而造成不必要的資源浪費。如果未正確設(shè)定所有必要的參數(shù),則會導(dǎo)致規(guī)格過低,從而使性能降低。 如果過于嚴(yán)格地定義系統(tǒng)參數(shù)而不考慮光學(xué)或機械要求中的任 何變化,則會導(dǎo)致規(guī)格過高,從而使成本和生產(chǎn)難度增加。
aF$HF;-y 為了了解光學(xué)規(guī)格,首先弄清楚它們的含義是非常重要的。 為了簡化日益繁多的數(shù)字,請考慮為
透鏡、 反射鏡和窗口片使用最常用的生產(chǎn)規(guī)格、表面規(guī)格和材料規(guī)格。 濾光片、偏振片、棱鏡、分光鏡、光柵也具有許多這類光學(xué)規(guī)格,因此了解最常用的規(guī)格將為 您了解幾乎所有光學(xué)產(chǎn)品的規(guī)格提供最堅實的基礎(chǔ)。
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ZvtcCa er}/~@JJ 直徑公差
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"Y ~?dPF;.6_ 圓形光學(xué)元件的直徑公差提供了一個可接受的直徑值范圍。 此生產(chǎn)規(guī)格會因制作光學(xué)產(chǎn)品的某些光學(xué)加工公司的技術(shù)水平和能力而有所不同。雖然直徑公差不會對光學(xué)產(chǎn)品本身的光學(xué)性能產(chǎn)生任何影響,但如果要在任何一種固定器上安裝光學(xué)產(chǎn)品,則它是您必須考慮的一種非常重要的機械公差。 例如,如果透鏡的直徑與其標(biāo)稱值存有偏差,則有可能使已安裝的組件中的機械軸偏離光學(xué)軸,從而導(dǎo)致光的偏心(圖1)。 通常,直徑的生產(chǎn)公差為:+0.00/-0.10 mm表示一般質(zhì)量,+0.00/-0.050 mm表示精密質(zhì)量,+0.000/-0.010 mm則為高質(zhì)量.
_.Y?BAQ p~28?lYv 圖1: 平行光的偏心
"j9,3yJT ocy fU=}X 中心厚度公差
kzGD* Nl7"|()e 光學(xué)元件(最典型的是透鏡)的中心厚度,測量的是光學(xué)元件中心部分的材料厚度。中心厚度是通過透鏡的機械軸來測量的,該機械軸是作為透鏡外部邊緣之間的軸來定義的。 透鏡中心厚度的變化會影響光學(xué)性 能,這是因為中心厚度及其曲率半徑會決定光線穿過透鏡的光學(xué)路徑長度。通常,中心厚度的生產(chǎn)公差為: +/-0.20 mm表示一般質(zhì)量,+/-0.050 mm表示精密質(zhì)量,+/-0.010 mm則為高質(zhì)量.
>U9* UGEC_ 曲率半徑
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\- 曲率半徑是指光學(xué)元件的頂點與曲率中心之間的距離。該半徑可以為正值、零或負值,具體要取決于該表面是凸面、平面還是凹面。如果知道曲率半徑值,則可以確定光線穿過透鏡或反射鏡的光學(xué)路徑長度,同時還對表面功率起著重要的決定作用。 曲率半徑的生產(chǎn)容差通常為+/-0.5,但在精確應(yīng)用中也可低至+/-0.1%,或在需要極高的質(zhì)量情況下為+/-0.01%。
&|H?J,> h3>中心
4)iSz> 透鏡的中心也稱為向心性或離心性,是根據(jù)光束偏差δ(方程式1)而指定的。一旦給定了光束偏差,則可以通過一種簡單的關(guān)系來計算楔角W(方程式2)。 透鏡的離心量是機械軸與光學(xué)軸物理偏離的距離。透鏡的機械軸僅為透鏡的幾何軸,是由其外部的柱面來定義的。 透鏡的光學(xué)軸是由光學(xué)表面來定義的,它是連接各表面曲率中心的線。要進行向心性測試,請將透鏡置于茶杯中,對其施壓。 對透鏡施加的壓力會自動聚集在茶杯中心第一個表面的曲率中心,并且該中心還會與 旋轉(zhuǎn)軸對齊(圖2)。沿著此旋轉(zhuǎn)軸射入的平行光將會穿過透鏡,到達后焦平面的焦點處。當(dāng)透鏡隨著茶杯的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)時,透鏡中的任何離心性都會使聚焦光束分散,并在后焦平面形成一個半徑為 Δ 的圓軌跡(圖1)。
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<cT' 圖2: 中心度測量
~xu<xy@E "-vm=d~\ (1)(其中W表示楔角,通報告為弧分,n表示折射率。
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