平行光管在系统星点检验中的应用

星点检验法的装置与条件

星点检验法可在光具座上进行，也可由平行光管、显微镜等部件组合起来的装置进行检验。

物镜星点检验

(1)星孔直径

图 1-1 为检验光路图，适用于无限远物距成像光学系统(如望远物镜,摄影物镜等)。星孔要有足够亮度的光源(如汽车灯泡、超高压汞灯等)照明。星点孔是角

图（1-1）物镜星点检验光路原理图

直径很小的光源，接近于理想的点光源，因此星孔的尺寸是要加以限制的。根据衍射环宽度所作理论估算和实验表明，星孔的最大角直径 αmax 应等于或小于被检系统艾里斑第一暗环的角半径θ₁ 的二分之一，如图 1-2 所示，即

图（1-2）

图（1-3）星孔最大角直径 αmax 与艾里斑角径θ₁ 关系

式中，D 为被检物镜的入瞳直径；λ 为照明光源的波长。

星孔板放在焦距为 ƒ′₀ 的平行光管物镜的焦面处时，星孔的最大允许直径为

图（1-4）

(2)平行光管物镜

平行光管物镜应是复消色差物镜，轴上波差应小于 λ/8 ，通光孔径应大于被测物镜人瞳直径的 20% 以上，焦距应大于被测系统焦距的2倍以上。如被测系统焦距很大，无法配置合适的准直物镜,则可将星点孔放在距离被测物镜的焦距值为 30 倍的远处。

(3)光轴轴线一致性

要注意被检系统的光轴与平行光管光轴间的相对角度，尤其是检验轴上星点像时，应保证两者轴线准确一致。为判断是否一致,可使被测系统在夹持器内绕光轴旋转，如果星点像的疵病方位也随之旋转,则表明疵病确实是被检系统本身固有的，否则要进行调整。

(4)观察显微镜的数值孔径和放大率用显微镜观察时，除了应注意显微镜的像质外，还应合理选择显微物镜的数值孔径和放大率。为使被检物镜的出射光束能全部进人观察显微镜，应保证显微镜的物方最大孔径角Umax 大于或等于被检物镜的像方孔径角U′max 。为此可按被检物镜的相对孔径按表 2-1 选用显微物镜的数值孔径。

显微镜的放大率选择，以人眼观察时能分清星点像的第一、二衍射环为准,在选定人眼能分拚角间距为2′时、显微镜总放大率应满足下式，即

图（1-5）

当显微镜的数值孔径选定后，其垂轴放大率 β 也就确定了 Γ=βΓₑ。因此只要选择目镜的放大率 Γₑ，便可满足公式（图 1-5）的要求。

显微物镜星点检验

显微物镜属于有限远物距成像系统，星点和观察显微镜(或高倍目镜)要求同上节所述。人造星点是由显微铺盖玻片上真空镀铝或镀银而制成。盖玻片在蒸镀前不要很细心地清洁，经过蒸镀后就会形成一些针孔，其中就会有几个针孔适于作人工星点的。检验装置用亮灯及一个高效显微镜台下的聚光器，就能对显微物镜进行星点检验。星点检验常用于易微物镜装配工序中空气间隔的快速最后调整。

望远系统星点检验

对望远系统、玻璃平板、棱镜等作星点检验时，需用前置镜(望远系统)代替显微镜进行放大观察，如图（1-6）、（1-7） 所示，对前置镜除有像质要求外，还要求其人瞳直径大于或等于被检望远镜的出瞳直径，放大率应满足人眼能分辨星点像细节的要求，选择前置镜视放大率为

图（1-7）望远系统星点检验光路图

图（1-6）

式中，D′ 为被测望远系统的出瞳直径(mm) : δ为人眼能分辨的角间距(′ )。

光学系统星点像判读

根据实际星点像对理想星点像光强分布的偏离情况，可定性判断光学系统的像质，以确定光学系统存在的主要像差性质和疵病种类，以及造成这些缺陷的原因。星点检验法可检验光学系统球差、彗差和像散，以及材料和装配工艺的疵病。