光學系統偏心測量原理及應用

摘要

綜述了光學系統偏心測試研究方面的發展概況及目前所達到的水平。簡要介紹了光學系統偏心測量及基準軸變換原理，並討論了一些必要的問題。最後介紹了測量方法的一些具體應用，指出了一些測量中應注意的問題和技巧，並介紹了幾個具有代表性的，經過多年實踐創造出來的應用方法實例。

一、前言

光學領域高技術飛速發展的今天，很多要求具有衍射極限分辨本領、測量或成像精度要求極高的系統，如投影光刻物鏡、衛星攝影測量系統等都需要高水平、高穩定性、高可靠性以及高難度的工藝技術來支持。實踐證明，做爲這樣的工藝技術之一，光學系統偏心測試方法及其設備是必不可少的。經過十幾年堅持不懈的努力，中科院光電技術研究所在光學系統偏心測試理論方法研究，測試設備研製及具體應用各方面都處於國內領先水平，並已推廣到全國十幾個廠家和院校使用。爲了使更多從事光學工程事業的工藝技術人員對這方面的工作有所瞭解，筆者特撰文介紹他們近十多年來在這方面的工作，以便使該方法進一步的推廣應用能夠起到積極作用。

二、光學系統偏心測量原理

圖1.偏心測量原理圖

測量光學系統各面的偏心大多是採用測量各被測面球心自準反射像的方法，如圖1所示。被測系統由若干表面(1，2，3，⋯⋯F)組成，通過光學偏心檢測儀把指標像投影到被測面的曲率中心附近的位置上，然後測量經系統出射後指標自準像的偏移量，如果所有各面指標自準像的偏移量都經過精確測定，那麼各面的球心偏差就可以計算出來。計算公式如下