【正文】 分劃線間隔 測量標準不確定度為 。 。 實際儀器中是由一整套電器控制系統(tǒng)和計算機來完成自動測 量，并直接顯示和打印測量結(jié)果的。 2M1LF1K2K1Q2L3MOP1M2M2QC R?DGmD?ZNeNe?W1B2B1L2M2L2MmD2M（三）測量儀器和測量方法 如果被測光學角規(guī) P沿其主截面方向與可動角隅棱鏡 一起 在工作臺上移動，這時干涉場中各點因角規(guī)的厚度變化而引 起光程差的變化，于是整個干涉場中將明暗交替變化。移 動參考鏡 使兩支光路的光程 大致相等。 m1Q1LF1K2K1Q2L3MOP1M2M2QC R?DGmD?ZNeNe?W1B2B（三）測量儀器和測量方法 測量時，首先利用 可調(diào)的角規(guī)鏡座和自準直 望遠鏡（由準直物鏡 、 反射鏡 、阿貝式自準直目鏡 組成）將被測光 學角規(guī) 的主截面 嚴格調(diào)整到與角規(guī) 、可動角隅棱鏡 的 移動導軌平行，并使 光學角規(guī)入射面 垂直測 試光束。 ?1?s inlne??? s in2 1 lnm e?1Ml ?APP?BB?CC??P)273(2s in 1 ?? lnme??l?? nm五、高精度測量光學角規(guī)偏向角 （三）測量儀器和測量方法 圖 319為國家檢定規(guī)程 JJG850 93推薦采用、我國自行研制 成功的光電光楔 測角儀的光學系 統(tǒng)總圖，圖中虛 線框為激光測長 系統(tǒng)，其余為主干涉 系統(tǒng)。因為此時干涉場 中各點光程相等，所以將呈現(xiàn)明暗均勻的一片色。近年來光學角規(guī)已作為計量基準器具列入 JJG2057 90國家平面角計量器具檢定系統(tǒng)中。經(jīng)過嚴格標定偏向角值的光楔稱為 標準光學角規(guī) 。 2u3u4u5u??? 512iiuu ?? ?? ?? ?? ?? ??五、高精度測量光學角規(guī)偏向角 這里介紹利用干涉和測長方法實現(xiàn)標準光學角規(guī)偏向角測量 的原理和方法。 176。 176。 總的合成不確定度如下（表 32）： ??4u34 ???u5u35 ???u（三）測量誤差 表 32 自聚焦透鏡數(shù)值孔徑測量的合成不確定度 1u誤差分量 數(shù)值孔徑角不確定度 數(shù)值孔徑不確定度 176。 （ 5）自聚焦物鏡放置位置偏差引起數(shù)值孔徑的不確定度 樣品的前入射面不垂直入射平行光，當傾斜引入的不確定度 176。 ，數(shù)值孔徑的不確定度為 。 ，數(shù)值孔徑值的不確定度 ； （ 2）步進電機轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的誤差引入數(shù)值孔徑的不確定度 步進電機所連接的蝸輪蝸桿傳動比 174，當蝸輪蝸桿絕對準確 地傳動時，步進傳動系統(tǒng)引入的數(shù)值孔徑角不確定度 ≤ ， 數(shù)值孔徑的不確定度 。 0??0%5)( II ????平行光管 調(diào)制器 轉(zhuǎn)臺 光電二極管 計算機 步進電機 自聚焦透鏡 樣品前端面光闌 A/D轉(zhuǎn)換器 打印機 0I ?（三）測量誤差 引起測量誤差的主要來源有： （ 1）平行光管發(fā)出的光束不平行引入的數(shù)值孔徑的不確定度 平行光管發(fā)出的光束發(fā)散角為 176。在圖 317 中以測 P/4長度的自聚焦透鏡為例進 行數(shù)值孔徑大小的測量。 這里需要說明的是 自聚焦透鏡的光學 參數(shù)與它的長度 和傳播周期 P有關 , 一般 等于 P/ P/ P/3和 P，不同周期長度 的自聚焦透鏡它的出射光束方向 也不相同。 （二）測量方法 如圖所示采用一個 有較高準確度的 測角裝置，樣品 置于精密轉(zhuǎn)臺上， 用平行光垂直自聚焦 透鏡的前表面，其前表面 中心和測角裝置轉(zhuǎn)臺中心精確重合。 四、自聚焦透鏡數(shù)值孔徑測量 （一）測量原理 如圖 316所示，從自聚焦透鏡的成像過程可以看到光線在透 鏡中是沿正弦曲線傳播的，一條入射到自聚焦透鏡前端面的 光線，其入射角為 ，入射位置為 ，根據(jù)斯涅耳定律， 進入透鏡后有如下關系式： 式中 自聚焦透鏡最大數(shù)值孔徑； 在最大數(shù) 值孔徑情況下入射光線與透鏡中軸線的夾角； 入射光 線在進入透鏡后的折射角； 自聚焦透鏡的中心折射 率； 自聚焦透鏡分布系數(shù) ； 自聚焦透鏡的半徑。自聚焦透鏡的光學參數(shù)與普通透鏡光學參數(shù)有較 大差異，數(shù)值孔徑是自聚焦透鏡的基本評價參數(shù)之一，它反 映元件的聚光能力和成像能力。由于自聚焦透鏡具有體積小、 重量輕、像差小。 02y?2四、自聚焦透鏡數(shù)值孔徑測量 ? 自聚焦透鏡又稱梯度折射率元件，它是一種不同于普通光 學透鏡的新型成像光學元件。而且應使兩刻線盡量對光軸對稱安置。測量時還應注意被測物鏡畸變和球差的影響。如果使用準確度更高一些的精密測角儀器或者 經(jīng)緯儀，焦距的測量準確度還可以提高。已知刻線間隔 為 ，測得 ，利用式（ 320） 得到： 利用（ 322）式就是測量相對標準不確定度為： 02y mmy 0 0 0 )( 0 ??mmf ) a n(/6 ??????2)2( ????? r a )( ????????mmy 0 0 0 ? ?????%)( i n 2)0 0 0 (61 25222????????????????????????ff?（三）測量誤差 ? 由計算例子可以看出。 ?202y02yf??2度盤 被測物鏡 望遠鏡 濾光片 低倍顯微鏡 輔助平面發(fā)反射鏡 A B （三）測量誤差 由式（ 320）可以得到： 因此，焦距 的測量標準不確定度 為： ???????2s in2c o ss in1t ans int an102000fyyfyfyf???????????????????????)223(2s in 21 222200????????????????????????yfyf)213(2s in 21 222200 ??????????????????? ????? yf yff? f??（三）測量誤差 由于是間接測量，所以，焦距測量標準不確定度由刻線間隔 的測量標準不確定度和角度測量的標準不確定度組成。兩個度盤讀數(shù)之差值就是角度 。測量時取走輔助平面反射鏡。為此在物鏡前 設置一輔助平面反射鏡， 在立方棱鏡后用一低倍 顯微鏡觀察分劃刻線 尺和由輔助平面反射 回來的刻線尺像。被測物鏡安置在測角儀的工作臺上， 使 物鏡入瞳中心與工作臺轉(zhuǎn)動中心基本重合 。 ?202y?2?2B 分劃板 平行光管 物鏡 經(jīng)緯儀 A 02y ?2)203(t an/0 ??? ?yf(二 )測量方法 ? 也可以應用這個測量原理在精密測角儀上測量物鏡的焦距。轉(zhuǎn)動經(jīng)緯儀并使望遠鏡先后對準該兩條刻線，于是，通 過經(jīng)緯儀的讀數(shù)系統(tǒng)，從水平度盤上可先后記下兩個讀數(shù)， 它們之差就是所要測量的角度 。 f??2)203(t an/0 ??? ?yff??202y02yf??2 ?2度盤 被測物鏡 刻線尺 望遠鏡 (二 )測量方法 利用經(jīng)緯儀 測量平行光管物鏡的焦距 就采用了上述原理， 如圖 314所示，將經(jīng)緯儀安置在被測平行光管物鏡前，首先 要將平行光管的分劃板準確調(diào)焦在物鏡焦平面上，調(diào)節(jié)經(jīng)緯 儀的內(nèi)調(diào)焦轉(zhuǎn)鼓，是平行光管分劃板的刻線清晰而無視差地 成像在經(jīng)緯儀望遠鏡視場內(nèi)，轉(zhuǎn)動平行光管，使其分劃板上 刻線的方向和經(jīng)緯儀望遠鏡的垂直分劃板一致。其中 是玻璃刻線尺或 分劃板上兩條刻線的間隔， 是事先經(jīng)過精密測量 的已知量。兩刻線對被測 物鏡主點的張角為 ，則當刻線尺或者分劃板被照亮后， 刻線上 A和 B兩點發(fā)出的光束經(jīng)過被測透鏡后，成為兩束夾角 為 的平行光。 （一）測量原理 如圖 313所示，在 被測透鏡的焦平面上， 垂直于光軸設置一玻璃 刻線尺或者分劃板。 )173(10)( 102 ?????? ??fnn tptp f2CO)183()1)](0 0 0 (5 4 [)1( ?????? nXnf2CO（三） 直角照射法 有了正確計算空氣折射率的公式，就可以計算在測量環(huán)境條 件下的空氣折射率 ，以及標準環(huán)境條件的空氣折射率 ，由下式即可求出標準條件下被測玻璃的折射率： 式中 ， 由式（ 314） 計算。 Ct 020?md ?? 5 8 7 5 ?PaP 101325?Ct 020? PaP 101325? 0 0 0 2 7 )1( 15 ??n)153(0 0 3 6 6 1 )0 0 9 7 0 ( 6 0 9 5 )1()1(815 ?????????? ?tPtnPntp0 0 0 2 7 )1( 101325,20 ??nCt 020? PaP 101325? md ?? 5 8 7 5 ?0 0 0 2 7 ?Ln（三） 直角照射法 考慮到空氣中水蒸氣壓強時空氣折射率的修正公式為： 式中 水蒸氣壓強，單位 Pa。 ? 當 時，由式（ 316）算出 ?)163()(15999)130()1(1212815????????????n1?m?0 0 0 2 7 )1( 15 ??nmd ?? 5 8 7 5 ?（三） 直角照射法 當空氣溫度 ，壓強 時，對 的光波，空氣折射率由式（ 315）計算， 式中： 得： 即得標準條件 ， 。 C （三） 直角照射法 ? 當壓強 101325Pa，溫度 15176。空氣 折射率的大小與氣壓壓強、溫度、空氣中的水蒸氣氣壓、 含量以及光波波長等多個因素有關。 折射率修正大氣壓強對光學玻璃折射率測量的影響是通過空 氣折射率改變而引起的。當測 量環(huán)境的溫度為 時，用下式計算樣品折射率溫度修正值 式中， 樣品折射率隨溫度變化三維修正量； 折射率溫度系數(shù)； 測量環(huán)境的溫度。 環(huán)境條件修正問題可以歸結(jié)為兩方面，一是樣品折射率的環(huán) 境溫度修正，而是環(huán)境的空氣折射率修正。 （ 3）測量的環(huán)境影響， 測量過程中應保證環(huán)境的溫度為 ，氣壓為 。 設光束對底面的傾角為 ，假定已知折射率 n的情況下，可以 求出 的偏差 ，再由式（ 313）求出 。由于平行光管物