朗奇檢驗法是評價和測量光學系統象差的最簡單,最有效的手段之一。義大利物理學家威斯科 朗奇(Vasco Ronchi 1923)發現當把一個刻線光柵放置在接近一面反射鏡的曲率中心時,光柵的像又回落在光柵上,產生一種莫爾條紋,朗奇稱其為組合條紋。由於這些組合條紋的形狀取決於被檢反射鏡的象差,所以朗奇聯想到利用這種現象檢驗反射鏡的質量。但是識別這些組合條紋極為困難。我們現在所知道的朗奇檢驗法是他在義大利比薩高等師範學校求學時發表的畢業論文。
基本介紹
- 中文名:郎奇檢驗法
- 外文名:無
- 意義:評價和測量光學系統象差
- 國家:義大利
引言,物理原理,幾何原理,
引言
非球面在光學設計上相對於球面光學元件的優勢在幾百年前就被人們認識到。但由於受到製造水平的限制,故非球面光學元件沒有得到廣泛套用。直到上世紀六七十年代,非球面鏡片才開始逐漸被套用到實際生產中。從那時起,人們為製造出更精確的非球面而進行了不斷的嘗試,非球面技術得到了發展。尤其是進入到80年代以後,隨著計算機的發展和雷射干涉技術的進步,非球面技術獲得了飛速發展。檢測非球面表面面形質量是廣泛套用非球面的最關鍵技術之一,也是高精度加工非球面的基礎。所謂表面面形質量,是指製成的表面形狀同理論形狀的符合程度。對於高精度光學表面來說,表面的實際形狀相對於理論形狀的允許偏差,用光的波長的若干分之一計量,即幾十分之一到幾百分之一微米。找出這個偏差,確定其值的大小,便是檢驗的基本目的。
1923 年,義大利物理學家威斯科·郎奇(Vasco Ronchi) 提出了郎奇檢驗方法。人們一直廣泛地套用這種檢驗法對光學表面進行定性的檢驗,特別是對大口徑的天文儀器。朗奇檢驗法比較簡單,檢驗結果也比較容易識別,比較適合工藝過程中的檢測。此法最大的好處就是它的靈敏度可以通過改變朗奇光柵的頻率來調節,也就是說,當誤差還很大時,可以用低頻的朗奇板,隨著誤差的減少,逐漸改用高頻的朗奇板。朗奇檢驗法也可以用於拋光階段的檢驗,只是現有的哈特曼、干涉儀等測試方法已經可以達到很高的精度,不再使用此方法,但是哈特曼和干涉儀對初拋光因誤差大不能使用,而朗奇法在這階段具有明顯優勢。
物理原理
將一個郎奇光柵放置在被檢反射鏡面的曲率中心附近,光源經光柵後由被檢反射鏡反射,光柵的像又回落在光柵上,產生莫爾條紋,而這些條紋的形狀又取決於被檢反射鏡面的像差。於是,就可以根據條紋的變形來計算出被檢測鏡面的面形誤差。郎奇檢驗法常常用幾何光學的觀點來概念性地解釋這種檢驗,將形成的條紋看作是光柵帶的陰影。其物理原理可以將這些條紋看作是由衍射和干涉共同作用的結果。在光柵的頻率不是很高的時候,二者的解釋會得到同樣的結果。
幾何原理
朗奇檢驗法可以用兩個等同的原理來解釋:一個是幾何原理,另一個是物理原理。幾何原理是把形成的朗奇條紋圖像看作是光柵帶的陰影;物理原理是把形成的條紋看作是由於衍射和干涉作用而形成的圖形。當光柵刻線密度不很高時,幾何解釋和物理解釋都會得到同樣的結果。正如馬拉卡拉(Malacara1965)所解釋的,朗奇檢驗法實際上直接測量橫向象差TA的方法。