2．光学零件的表面误差

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《光学设计手册修订版》第159页（2240字）

光学零件表面误差指球面半径误差、平面的平面性偏差和表面的局部误差。造成光学零件表面误差的原因有二：其一是光学样板本身的表面误差；其二是零件表面与样板表面之间的误差，即光学零件的面形偏差。

2．1 光学样板(GB1240－76)

2．1．1 光学样板按用途分为两类

标准样板——复制工作样板用的光学样板；

工作样板——检验光学零件用的光学样板。

2．1．2 标准样板的精度

即“零件的要求”中的△R，分为A、B两级，其允差应符合表2－14(a)及表2－14(b)的规定。

表2－14(4) 标准样板半径允差

表2－14(b) 标准样板光圈

2．1．3 球面工作样板的光圈根据被检光学零件的要求按表2－15选取

表2－15 球面工作样板光圈

2．1．4 平面工作样板相对标准样板的偏差与平面标准样板的允差相同(见表2－14)

2．2 光学零件的面形偏差(GB2831－81)

2．2．1 面形偏差的定义

被检光学表面相对于参考光学表面(工作样板)的偏差称为面形偏差。

2．2．2 面形偏差的分类

面形偏差是在圆形检验范围内，通过垂直位置所观察到的干涉条纹(通称光圈)的数目、形状、变化和颜色来确定的。面形偏差包括下面三项：

(a)被检光学表面的曲率半径相对于参考光学表面曲率半径的偏差称半径偏差。此偏差对应的光圈数用

N表示。

(b)被检光学表面在二个相互垂直方向上产生的光圈数不等所对应的偏差称像散偏差，此偏差所对应的光圈数用△₁N表示。

(c)被检光学表面与参考光学表面在任一方向上产生的干涉条纹的局部不规则程度称局部偏差，此偏差所对应的光圈数用△₂N表示。

2．2．3 光圈正负号规定

高光圈(凸)为正(相当于中间接触)；

低光圈(凹)为负(相当于边缘接触)。

2．2．4 标注方法

2．2．4．1 被检光学表面允许的最大半径偏差以N个光圈数表示。如N=2，表示被检光学表面与参考光学表面允许的最大半径偏差为2个光圈，一般情况下，光圈数不需标注正负号，必要时，可在N前加“+”(高光圈)或“－”(低光圈)。

2．2．4．2 被检光学表面在两个互相垂直方向上光圈数的允许最大差值(像散偏差)以△₁N表示。相对于平滑干涉条纹的不规则程度(局部偏差)的允许最大值以△₂N表示。例如：

(a)如△₁N=0．1即表示允许的最大像散光圈数为0．1；

(b)如△₂N=0．1即表示允许的最大局部光圈数为0．1；

(c)如△N=0．1即表示允许的最大像散光圈数和局部光圈数均为0．1。

2．2．4．3 如有必要，可在N数值后面标注检验范围的直径，如N=2(60)，即表示在φ60mm检验范围内允许的最多光圈数为2。

2．3 表面误差的给定可参考表2－16

表2－16 光学零件表面误差参考数值

光学零件精度等级的分类见表2－17。

表2－17 光学零件精度等级分类

光学表面允许的最大半径偏差也可直接根据像差变化量表确定。给定表面曲率增量△C，计算相应的各种像差变化量，根据允许的像差变化量来确定允许表面曲率误差，然后按下述关系式求得允许的最大半径偏差N。

其中 N为半径偏差(光圈数)；△C为表面曲率偏差；D为被检表面直径(mm)；λ为平均波长(mm)；