【国家标准(GB)】 光学系统像质 测试方法

UDC 535 : 771- 335
中华人民共和国国家标准
GB11168 -89
光学系统像质测试方法
IinagqualltyofopticalsystemsMethod of determination
1989-03-31发布
国家技术监督局发布
1989-05-01实施
中华人民共和国国家标准
光学系统像质测试方法
Emigequallyotoptiaal ystemt
Meihod ot determlpatlion
主题内睿与适用范围
GB1116B—89
本标准规定了闭于评价光学系统恢质的虽点、分辨力、几何像差和波钾差的便式与出。本标准适用于可见光谱区内应用的无限远成您光学系统，远焦光学系统和有限距成像光学系统，对其他临近来诺区内应用的光学系统可释照使用，2引用标准
GB7671
GB7562
照相境头测试粒
裁影镜头分辨空测试图
ZBN35003分算方板
3里点测试方法
3.1原理
报望点（点光源）经被测系统成像唱，在像面和像面前后不同裁面所成射像的光强分布（即量点像的光驱分布>来判断成像质量，理想光学系统在像而上所成星点像的光强分布1尼光瞻面上复振恒分市函款（简弥脑函数）的付氏变换模的方。在圆形光暄的情况下，光遵分布菌数即受里斑(AIry)分布为：2J()
式中：。一—被测系统所成量点衍射谢的中共处光强；—--1阶贝密尔降数
M被测系统焦距
一被测系统流半径
距被测系统北何源点的径司距高，是点在像面内衍射阅形见压！，根规瓶射理论可计算遥想像面附运了年面上光强分布，适过光轴载而上很射光强分布图（见图2)在像面前后对称截而上应具有相同的衍时图案。对于有像差的光学系统，其量点像的光强分布与爱害联存整异，根据其星点衔射图形以及像面附近不同超面,上衍射函形的受化，可以断像既的好坏。中华人民共和国机械电子工业部1983-03—25批准1989—05—01实施
3.2到量装置
G1166—89
包措点系统、被测系统类势露和双将系续三部分，32.1元双远获焊光学系统
测量装罩见图3，升盗将光源发射的光索聚带于星点孔，星点位于次直望锻的然点上，由年面物销时止的光责定均句究满故测系统的整-孔径，居点任在校训系统事血上成象，外以案导效镀效大店中人职观家，
1—光源1bzxZ.net
2—案老相！
3一光顺乐上）
一准直物统：—效测光学具统6一思安显微所3.2. 1.1星点孔
点我应该足够小，其几阿原的真格成小于爱里斑半释。3.2.1.2涨直物镜
准直特镜通节无女消色差份镜，轴上说落应小于入/。酒光孔径应太于包谢累人点停的2治以上，集臣应大于鼓创统货距的信，妇被润系统黛距社大，光欢配会活的性当物焦，则可将星点孔放在至少臣离被测系统10告焦距归，3.2. 1. 3观采微等
录微镜的数值孔镜婴大于整创系统摄力礼径，其激版不影前测试站果，选模适与的是做境陷数，保证人最能分貌爱里斑，
3.2.2您光学系统
G011168-
用见来望远象作替规案显微悦其他同3.2。1条。3.2.3有双距成象系统
格测案性应与效测系率的使川条件一致,是点和观案显微镜要求与 3. 2. 1. 1 条和 3. 2. 1. 3 条一样,3.3判别方法
3.志.1判别微测系统存在范应力、刘料缺陷和调心当装测系统存杂应力.材料缺降和偏心时、规场中心的星点低射图形如图4所示。a致璃内部存在结石，丞效
系筑在立
热系能行产综利车件定中不
3.5.2判别量系续的期
感东真行年色素时式行像彩色，根锯色彩判别色差轻正折，3.3.3划波州配联
代京市业单家器中共开旺改器列能心环，期全有与理思爱里班，的商载的图
4分辨力测试方法
4.1原理
系统球差按正过度
系统球差校正不尼
系统存在带球浆
流学系统的分拼力是指分避物体细节的能力理稳光学系统对一个发光物点所成的像些，个学业斑，对两个相邻发光物点所成的像是两个爱里班的选如+见图6。
根据“瑞利准则*两个相邦像点证使分解时，其对比度℃应不低于5%，实际上C在2.%左右人配也能分进，在通带测盘中用黑自战多相回、宠度相等的矩形（或册形图案作为测量月标，各类系统理论分群力见附录A，
4.2测试装胃
包括分力系统，被更案统夹持器和观案显谐系统三部分，除以分群力板代替与点之外+其GB11168—89
他与是点送相间，分弹力板应符合ZBN35003GD7671、GB7552的规定4.3测量结果瘦示
4.51轴上分辨力
如图了，分辨力版图案中案一单元在规中心成像别能分解时，佩面上每在米长度内的线对数为No
践对数，
r—对应长度，mm。
远患光学系较的分新力以分排角。表示X2062662
式中：.—\单元线条中心距，
准直物镜焦距，
一早行光管2这避特读：3像平面，4一主需线的水平线录，5一图实缺的整线条，4.3.2轴外分辨力
轴外诞退时，被系统光轴对融盈装盘的光轴转过车视角在子午方叫分浅对数为,
在亚失方向分辨线对数为
NoousTe
Y/on'e
Y/cosa
半视场单
5凡何像差测试方法
5.1原理
GB11168-89
测甚不同告光、不间板场，不间人射高度的细光东在光辆上交点的位登时，转常用的方为持量法。
5.2净服装置
测装示图见图。在准比物概升被创物镜之问改个来字光闲小我准物光辅早对称分布·白准自物境叶出的平行光束通性水字形光闲后敬分制成许率不同高庭的纸光束不。图
1一交源：
2一双光就
3一小临
小准直物领5—米掌形光阅，6—被测物镜5.2. 1举字形光阀
根据被测动镜的带距和托径，达择合适的米字形汇闲，光闲孔要等距分布，其直径段为萨泄物镜延距的1/1001/:00，
5.2.2集前和焦后数面位登的选评为了使米字形光滋小冲斯，然前和劳后截面的限离分别为被测物镜焦距的1/7和1/5。5.2.3准自物镜
要求与5.2.1.？相用。
5. 5测！量程序
两过被测物镜的光践回育正拿差，不同高度品的细还宽泵在不同的需点，共使风通逆测估点前，启两个鼓面6，租，上的米字形光以中心非相两截后计筛得到。5.3.1抵上向差洲
由准直物镜射出的平行光·经过光宁形光上一对灯对中心距离为品的小孔后，在比前托照是献面，和上测得让中心距分别搭式呼求光我的空间交点产的过胃争新以前教百，为面），
想前集后教之的格
GB11168—89
近轴光战交点位置坐标5由测量一组高度为2光线对交点的虚盘坐标5%：以及以品为频生标+%为横坐标，连战曲线，将此曲线外推得到。球差S。一&1.5.3.2频问色差测量
选制与故測物鐘消色差谱线致的单色光源，在间一琴考而下分别测最不同谱线的球差。5.3.3外像老测量
被动镜的入随中心测整在光具座垂意转拍上，并相对非直物镜光轴转一角度，测质方法和球差测品方法相似，可测景轴外像放、场曲和替差。6独像差则试方法
光学案统的越像差民指通过光学系统后的实际波面相对于程想被面的偏差、旋肾用的测剪力法是竿泌法.
6.1干涉法原理
被系统的实际山与参考波山（理短法而）之问相互干涉，形成十非商，从十沙图求出实际波的形状和波像差的大小。
6.1.1由参考镜产生替专波面
以参考镜反射所形成的被而性为套考波面。如垂量一括株干涉议，望需于涉仪等。6.1.2由小孔相射产生参考浅面
以像上心孔衍射所形成的波面作为多考满面，妇点行射十涉夜，6.1.3白穿波固作为热考波面
由敢波面本身不同部分作为参考波面，如波面剪切下涉法，带用波面剪切方式有间、轻间、症轴和需转等方法，见图9
，撤内剪切
范获菊切
6.2干沙法测量装罩
包括明系统、下旁系统和月礼摄说，报像或图像实时处便）系统三个部分6.2.1照叫系线
6-2.1.：沈源
光码的光谱舒性应管台被测等的惯要求。光源为单色光，其造线究境业应不影响十涉承经的，对比度。
6. 2. 1. 2小孔光闻
GB1116B—B9
光阐尺少应保证于涉条纹消尼够略的亮度及有较好的对比度，6.2.1.3准直物镜
要求轴上波差小于>/a。
6.2.2干涉系统
本身产生的被稳盘小于>/20。在扫十涉系统中，由于采用被面担减技术，可以校正仪器的系统误差，对元件要求可降，
6.2.3日规（摄影、摄像或图您实时处理系统要求明变小，不影响判速十图形，6.3于涉图的处理
被测波面和考被面之间的偏发，用被测系统光睡面内量大峰-谷值(产-V)表示。医0
人工判该沙图的第一步是确定参专间隔.两录盈选遂于涉条终与孔径边界相交的四个点A，B、C，D男留10，孔径内至少有5--了条效先将两个交点连成真载-过.个交点和D作一条平行载，用D和D表示两务平行线极将象统的臣离，象效平均间距H由式（8)求得H
孔径内条经数
式中：
逆接中央条较和两条平行裁的交点：称为步奏专编，以均间臣为间距，画出与主誉专线行的其他整考，这些黎考线组战丁下涉条纹图，记录每条纹相对于态考裁的偏差峰-谷值V)，把在偏落(峰值)极大值和右确差（容他V)极大值的绝对值加，即疫品的峰-弃低。=(he).u.- I(h)r
光保兼(UPD)柔纹数：
(OPD>H- /H
光程差（OPD）遗长数
单通干涉仪
(OP),=(OPD),
双通逆下涉仪
(OFD=(OPD)rX :/
4通十涉仅
GE 11168—89
(OPD)=(OPD)XI/...
也可用十涉图动处种系统得到波而的峰·容也。购切于涉图要进行一定的处孕后，方能得到战面的择-谷宜。-(13)
无然素陈
无限远成旅务统
要强系轻
入自餐
F—光闹指整！
NA-数值乳径
x0.ssCum.
附加说明：
CB11168-89
附浸A
各类系统理论分辨力
（补充件）
各类系统型论分辨力
C=15岁
1. 22 _ 112
0. 611, 0. 3-1
本标准肯上将的学仪器研京所归口非负责起草。NA
C-2 5%
T. C87 --E7E
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