光学系统偏心测量原理及应用

摘要

综述了光学系统偏心测试研究方面的发展概况及目前所达到的水平。简要介绍了光学系统偏心测量及基准轴变换原理，并讨论了一些必要的问题。最后介绍了测量方法的一些具体应用，指出了一些测量中应注意的问题和技巧，并介绍了几个具有代表性的，经过多年实践创造出来的应用方法实例。

一、前言

光学领域高技术飞速发展的今天，很多要求具有衍射极限分辨本领、测量或成像精度要求极高的系统，如投影光刻物镜、卫星摄影测量系统等都需要高水平、高稳定性、高可靠性以及高难度的工艺技术来支持。实践证明，做为这样的工艺技术之一，光学系统偏心测试方法及其设备是必不可少的。经过十几年坚持不懈的努力，中科院光电技术研究所在光学系统偏心测试理论方法研究，测试设备研制及具体应用各方面都处于国内领先水平，并已推广到全国十几个厂家和院校使用。为了使更多从事光学工程事业的工艺技术人员对这方面的工作有所了解，笔者特撰文介绍他们近十多年来在这方面的工作，以便使该方法进一步的推广应用能够起到积极作用。

二、光学系统偏心测量原理

图1.偏心测量原理图

测量光学系统各面的偏心大多是采用测量各被测面球心自准反射像的方法，如图1所示。被测系统由若干表面(1，2，3，⋯⋯F)组成，通过光学偏心检测仪把指标像投影到被测面的曲率中心附近的位置上，然后测量经系统出射后指标自准像的偏移量，如果所有各面指标自准像的偏移量都经过精确测定，那么各面的球心偏差就可以计算出来。计算公式如下