发布时间 : 星期二 文章工程光学实验(1) (1)更新完毕开始阅读70cd656ac8d376eeafaa318a
图4-4测显微镜视放大率的仪器装配实物图
其中目标物为分辨率板，Lo物镜参数为Φ50 f75mm，Le目镜参数为Φ20 f30mm，P为半反半透镜、AB为毫米尺，调整光学元件同轴等高，其中目标物和毫米尺均有LED照明。
（2）比如参考固定物镜与目镜之间距离为324mm，目标板与物镜之间距离为105mm，均匀照亮物体分辨率板，在视场中寻找2号（黑条纹宽度为0.5mm）或4号竖条纹(黑条纹宽度d为0.25mm) 的清晰像。
（3）调节刻度尺与半反射镜的距离为明视距离250mm，调节半反射45度反射即可在视场中看到清晰的刻度尺像，调整两个照明光源使毫米尺与像能同时看清楚。
（4）上下左右移动眼睛，寻找到清晰完整的条纹，通过刻度尺测定条纹像宽度d，。根据读出的宽度d，与实际宽度d即可算出显微镜放大倍数的实验值Γe。
（5）测量物体距离物镜之间的距离（即物距）距l1，根据物像关系式计算一次像与物镜的qe和物镜的线放大率，得出显微镜视放大率的理论值。
（6）数据处理
y''?l''?fe'?y''?l''?fe'?y'Dy'?M?????0?eyDy'Dyfe'y
根据物镜成像关系可以计算获得
y,qe?yl1
其中 测量序号 条纹宽度d/mm 条纹像宽D/mm Γe=D/d 计算相对偏差。
E?
1 0.25 ?e??M?100%?M
2 0.25 3 0.25 18
思考题
1、计算放大率和测量放大率是否相同。 2、如何提高显微镜的视角放大率。
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实验5光学系统像差模拟及测量实验
5.1光学系统像差理论的计算机模拟
光学系统所成实际像与理想像的差异称为像差，只有在近轴区且以单色光所成像之像才是完善的（此时视场趋近于0，孔径趋近于0）。但实际的光学系统均需对有一定大小的物体以一定的宽光束进行成像，故此时的像已不具备理想成像的条件及特性，即像并不完善。可见，象差是由球面本身的特性所决定的，即使透镜的折射率非常均匀，球面加工的非常完美，像差仍会存在。
几何像差主要有七种：球差、彗差、像散、场曲、畸变、位置色差及倍率色差。前五种为单色像差，后二种为色差。
一、单色像差 1．球差
轴上点发出的同心光束经光学系统后，不再是同心光束，不同入射高度的光线交光轴于不同位置，相对近轴像点（理想像点）有不同程度的偏离，这种偏离称为轴向球差，简称球差（?L?）。如图5-1-1所示。
图5-1-1 轴上点球差
2．慧差
彗差是轴外像差之一，它体现的是轴外物点发出的宽光束经系统成像后的失对称情况，彗差既与孔径相关又与视场相关。若系统存在较大彗差，则将导致轴外像点成为彗星状的弥散斑，影响轴外像点的清晰程度。如图1-2所示。
图5-1-2 慧差
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3．像散
像散用偏离光轴较大的物点发出的邻近主光线的细光束经光学系统后，其子午焦线与弧矢焦线间的轴向距离表示：
??xt??xs? xts??式中，xt,xs分别表示子午焦线至理想像面的距离及弧矢焦线会得到不同形状的物
至理想像面的距离，如图5-1-3所示。
图5-1-3 像散
当系统存在像散时，不同的像面位置会得到不同形状的物点像。若光学系统对直线成像，由于像散的存在其成像质量与直线的方向有关。例如，若直线在子午面内其子午像是弥散的，而弧矢像是清晰的；若直线在弧矢面内，其弧矢像是弥散的而子午像是清晰的；若直线既不在子午面内也不在弧矢面内，则其子午像和弧矢像均不清晰，故而影响轴外像点的成像清晰度。 4．场曲
使垂直光轴的物平面成曲面像的象差称为场曲。如图5-1-4所示。
子午细光束的交点沿光轴方向到高斯像面的距离称为细光束的子午场曲；弧矢细光束的交点沿光轴方向到高斯像面的距离称为细光束的弧矢场曲。而且即使像散消失了（即子午像面与弧矢像面相重合），则场曲依旧存在（像面是弯曲的）。
场曲是视场的函数，随着视场的变化而变化。当系统存在较大场曲时，就不能使一个较大平面同时成清晰像，若对边缘调焦清晰了，则中心就模糊，反之亦然。
图5-1-4 场曲
5．畸变
畸变描述的是主光线像差，不同视场的主光线通过光学系统后与高斯像面的交点高
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