ICS37.020 N30 中华人民共和国国家标准 GB/T7660.3—2013 代替GB/T7660.1—1987 反 反射棱镜 第3部分:光学平行度及其检验方法 Reflectingprisms— Part3:Opticalparallelismandtestmethod 2013-12-17发布 2014-07-15实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T7660《反射棱镜》分为三个部分: ———第1部分:几何特性; ———第2部分:像偏转特性; ———第3部分:光学平行度及其检验方法。 本部分是GB/T7660的第3部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分代替GB/T7660.1—1987《反射棱镜 光轴、光轴长度、光轴截面与光学平行度》,与 GB/T7660.1—1987相比,除编辑性修改外,主要技术差异如下: ———对标准编号和名称进行了修改,将原标准第2章的内容和附录A合并到GB/T7660.1—2013 《反射棱镜 第1部分:几何特性》之中,并对本部分的范围作了重新界定; ———增加了规范性引用文件; ———增加了光学平行度及其检验方法的概述; ———增、删和修改了部分术语和定义,并增加了术语的英译; ———更新了所有插图; ———修改了部分检验方法和计算方法; ———增加了检验示例。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国光学和光子学标准化技术委员会(SAC/TC103)归口。 本部分起草单位:贵阳新天光电科技有限公司、上海理工大学、贵州省光学测量工程技术研究中心、 苏州一光仪器有限公司、南京东利来光电实业有限公司、梧州奥卡光学仪器公司、宁波市教学仪器有限 公司、宁波湛京光学仪器有限公司、宁波舜宇仪器有限公司、宁波永新光学股份有限公司、南京江南永新 光学有限公司、麦克奥迪实业集团有限公司、北京博飞仪器股份有限公司、宁波华光精密仪器有限公司、 广州粤显光学仪器有限责任公司、重庆光电仪器有限公司。 本部分主要起草人:胡清、黄卫佳、盛梅、冯天书、杨广烈、张景华、王国瑞、熊守裕、胡森虎、曾丽珠、 李晞、肖倩、阙江、徐利明、李弥高、夏硕。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T7660.1—1987。 ⅠGB/T7660.3—2013 反射棱镜 第3部分:光学平行度及其检验方法 1 范围 GB/T7660的本部分规定了与反射棱镜光学平行度相关的术语和定义,以及使用自准直仪作为检 验工具时的光学平行度的检验方法。 本部分适用于指导反射棱镜的制造和检验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T7660.1—2013 反射棱镜 第1部分:几何特性 GB/T7660.2—2013 反射棱镜 第2部分:像偏转特性 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 反射棱镜 reflectingprism 利用内反射平面的反射作用,转折光路、转像、倒像和扫描,并能展开成等效平板的棱镜,以下简称 “棱镜”。 注:本部分插图中,以双点画线表示棱镜的展开部分,如图1所示。 说明: L———等效平板厚度。 图1 3.2 棱镜光轴 opticalaxisofprism 光学系统中,光轴通过棱镜的部分。如图2中的ABC折线为棱镜光轴。 若将棱镜展开成等效平板,则棱镜光轴为一条直线,如图1中的ABC′D′E′。 1GB/T7660.3—2013 图2 3.3 光轴截面 axissection 当棱镜光轴在反射面(或屋脊棱)上发生折转时,通过折转前、后光轴的平面为光轴截面。根据棱镜 光轴的分布,一块棱镜可以具有一个或几个光轴截面。 如图3所示棱镜,阴影的平面为该棱镜的光轴截面。 说明: Sin———入射光轴截面; Sem———出射光轴截面。 图3 3.4 入射光轴截面 axissectionofincidence 自棱镜入射面起、出射面止,棱镜光轴在棱镜内第一次折转所形成的光轴截面。 如图3所示棱镜,阴影的Sin平面为该棱镜的入射光轴截面。 3.5 出射光轴截面 axissectionofemergence 自棱镜入射面起、出射面止,棱镜光轴在棱镜内最后一次折转所形成的光轴截面。 如图3所示棱镜,阴影的Sem平面为该棱镜的出射光轴截面。 3.6 光学平行度 opticalparallelism θ 将棱镜展开成等效平板后,该平板的平行度。 3.7 第一光学平行度 firstopticalparallelism θⅠ 光学平行度在入射光轴截面内的分量;它由棱镜各工作面在光轴截面上的角度误差引起。 3.8 第二光学平行度 secondopticalparallelism θⅡ 光学平行度在入射光轴截面法向的分量;它由棱镜各棱的方向误差引起。 2GB/T7660.3—2013 4 光学平行度及其检验方法 4.1 概述 当反射棱镜的工作面与工作面、棱与棱、棱与工作面之间的夹角存在误差时,若展开成等效平板,平 板的两个面不会严格平行,其后果是使光学系统光轴方向改变和引起像偏转,从而影响成像质量,故等 效平板两平面之间的夹角应在工作图规定的光学平行度公差值范围内。对于反射棱镜,只需检验光学 平行度(对于屋脊棱镜,还需检验双像差),就可以对各面、各棱的夹角误差进行全面监控,一般无需再对 各面、各棱的角度逐一进行检验。 根据检验得到的光学平行度,通过计算,还可以求得棱镜部分面与面、棱与面、棱与棱的夹角误差。 在检验光学平行度的同时,还可以附带检验屋脊棱镜的双像差。 各种常用棱镜光学平行度与棱镜的角度误差关系式,见GB/T7660.1—2013;其光学平行度所引起 的像偏转,见GB/T7660.2—2013。 4.2 检验方法 4.2.1 检验工具 使用自准直仪检验反射棱镜的光学平行度,设备简单、操作和计算简便,是最常用的检验方法。 4.2.2 检验程序 将被检棱镜入射光轴截面呈水平方向放置在自准直仪物镜前方,使棱镜入射面朝向物镜。调整自 准直仪,使其光轴与棱镜入射面垂直,以便从棱镜返回的全部自准像出现在自准直仪视场中。由于反射 棱镜品种繁多、形状各异,检验时出现在自准直仪视场中自准像的个数有所不同,对自准像的判断和光 学平行度计算方法也有所不同。 示例1~示例6给出了6种典型棱镜在检验光学平行度时,对自准像的判断和光学平行度计算 方法。 示例1:直角棱镜DI-90的光学平行度检验程序: 调整自准直仪,使其视场内的棱镜入射面和出射面的两个自准像分别落在分划板的水平标尺和垂直标尺上,如图4 所示,读出β1和β2,按式(1)和式(2)计算棱镜的光学平行度。 θⅠ=β1×C 2n…………………………(1) θⅡ=β2×C 2n…………………………(2) 式中: θⅠ———第一光学平行度,单位为秒(″)或分(′); θⅡ———第二光学平行度,单位为秒(″)或分(′); β1———两个自准像之间所包含的水平标尺分格数; β2———两个自准像之间所包含的垂直标尺分格数; C———标尺的分格值,单位为秒(″)或分(′); n———棱镜材料的折射率。 3GB/T7660.3—2013 说明: 1———被检棱镜; 2———自准直仪视场的垂直标尺; 3———自准直仪视场的水平标尺; 4———自准像; 5———自准直仪。 图4 根据θⅡ还可以按式(3)计算,得到A棱与BC面的平行度(也称A棱差): γA=θⅡ 1.41…………………………(3) 式中: θⅡ———第二光学平行度,单位为秒(″)或分(′); γA———A棱差,单位为秒(″)或分(′)。 示例2:道威棱镜DI-0的光学平行度检验程序: 虽然道威棱镜在使用条件下,入射面不与光轴垂直,但在检验光学平行度时,仍使自准直仪光轴垂直棱镜入射面进 行检验。在准直光束不能射到棱镜出射面上时,如图5中的L1所示,可以用溴代奈在棱镜反射面上粘贴平行度≤5″,具 有一定厚度的平行玻璃板来补偿光路,以便准直光束能够射到棱镜出射面上,如图5中的L2所示,然后进行检验。 检验时自准直仪的调整、读数和光学平行度的计算,与示例1相同。 根据θⅡ还可以按式(3)计算,得到A棱与反射面的平行度(也称A棱差)γA。 说明: 1———自准直仪; 2———被检棱镜; 3———平行玻璃板; L1———不贴平行玻璃板时的准直光束; L2———经平行玻璃板反射的准直光束。 图5 示例3:直角棱镜DII-180的光学平行度检验程序: 直角棱镜DII-180具有两个反射面,由于准直光束由入射面和出射面同时进入棱镜,将会看到5个自准像;如图6b) 所示的A、B、C、D、E;调整自准直仪,使其视场内的D、E和A自准像分别落在分划板的水平标尺和垂直标尺上。 可以将棱镜微微摆动,将会发现D、E两像不随棱镜的摆动而移动,且较为明亮,可以判断这两个像是经两直角面全 4GB/T7660.3—2013