gbt 11168-2009 光学系统像质测试方法

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1、ICS37．020N30@国中华人民共和国国家标准GB／T11168—2009代替GB／T11168—1989光学系统像质测试方法Imagequalityofopticalsystems--Methodofdetermination2009-09-30发布2009—12-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局学者中国国家标准化管理委员会厘111标准资料网WWW.PV265.COMGB／T11168—2009前言本标准代替GB／T111681989《光学系统像质测试方法》。本标准与GB／T11168—1989的主要差异为：——规范了GB／T11168—1989第2章中的引用

2、标准；——将GB／T11168--1989第3章、第4章、第5章和第6章归入同一章，标题改为“像质测试方法”。本标准的附录A为规范性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国光学和光子学标准化技术委员会(SAc／Tc103)归口。本标准负责起草单位：上海理工大学。本标准参加起草单位：南京江南永新光学有限公司、宁波永新光学股份有限公司、苏州一光仪器有限公司。本标准主要起草人：冯琼辉、章慧贤。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：——GB／T11168—1989。GB／T11168--2009光学系统像质测试方法1范围本标准规定了用于评价光学系统像质的星点、分辨力、几何像差和

3、波像差的测试方法。本标准适用于可见光谱区内应用的无限远成像光学系统、远焦光学系统和有限距成像光学系统。对其他临近光谱区内应用的光学系统可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。JB／T6263—1992照相镜头照相分辨率测试标板JB／T7473—1994照相镜头分辨率测试图JB／T93281999分辨力板3像质测试方法3．1星点3．1．1原理根

4、据星点(点光源)经被测系统成像后，在像面和像面前后不同截面所成衍射像的光强分布(即星点像的光强分布)来判断成像质量。理想光学系统在像面上所成星点像的光强分布J是光瞳面上复振幅分布函数(简称瞳函数)的付氏变换模的平方。在圆形光瞳的情况下，光强分布函数即爱里斑(Airy)分布见式(1)和式(2)：J—bf堕俨]2⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)V一譬(乡)r一譬(乡)“_再7⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)式中：J。——被测系统所成星点衍射像的中央处光强；J。——1阶贝塞尔函数；V——复振幅分布函数；／——被测系统焦距；。——被测系统光瞳半径；r——距被测系统几何像点的径向距离；z，y——几何像点的坐标

5、。星点在像面内衍射图形见图1，根据衍射理论可计算理想像面附近子午面上光强分布。通过光轴截面上衍射光强分布图(见图2)，在像面前后对称截面上应具有相同的衍射图案。对于有像差的光学系统，其星点像的光强分布与爱里斑有差异。根据其星点衍射图形以及像面附近不同截面上衍射图形的变化，可以判断像质的好坏。GB／T11168--2009))l卜～。、、～l陟，，／、>／，)溺图1瓣鞭瓣图23．1．2测量装置包括星点系统、被测系统夹持器和观察系统三部分。3．1．2．1无限远成像光学系统测量装置见图3，聚光镜将光源发射的光束聚焦于星点孔，星点孔位于准直物镜的焦点上，由准直物镜射出的光束应均匀充满被测

6、系统的整个孔径，星点孔在被测系统焦面上成像，经观察显微镜放大后由人眼观察。1——光源；2——聚光镜；3——光阑(星点孔)；4——准直物镜；5——被测光学系统；6——观察显微镜。3．1．2．1．1星点孔星点孔应该足够小，其几何像的直径应小于爱里斑半径。2GB／T”168—20093．1．2．1．2准直物镜准直物镜通常是复消色差物镜，轴上波差应小于^／8。通光孔径应大于被测系统入瞳直径的20％以上，焦距应大于被测系统焦距的2倍，如被测系统焦距很大，无法配置合适的准直物镜，则可将星点孔放在至少距离被测系统10倍焦距处。3．1．2．1．3观察显微镜显微镜的数值孔径要大于被测系统像方孔径，

7、其像质不影响测试结果，选择适当的显微镜倍数，保证人眼能分辨爱里斑。3．1．2．2远焦光学系统用观察望远镜代替观察显微镜，其他同3．1．2．1。3．1．2．3有限距成像系统检测条件应与被测系统的使用条件一致，星点和观察显微镜要求与3．1．2．1．1和3．1．2．1．3一样。3．1．3判别方法3．1．3．1判别被测系统存在的应力、材料缺陷和偏心当被测系统存在应力、材料缺陷和偏心时，视场中心的星点衍射图形如图4所示。IBa)玻璃内部存在结石、条纹In一_鼍墨圈b)被测系统存在应力c)被