精密物镜调整法

　　物镜是光学仪器的重要组成部分,光学仪器的成像质量主要取决于物镜的镜片加工质量与装配质量,这就要求物镜镜片不仅要有科学的加工工艺,更需要科学合理的装配方法。此精密物镜调整法适用于新品研制、原理样机、初样机的装调。使用的工具及设备包括精整车床、定中心仪、定中心夹具、百分表、表架、过渡夹具。这种光学仪器物镜组的精密装调方法,可以解决物镜组光学中心偏差较大的问题,尤其适用于对偏心差要求较高的透镜组,能一定程度地在原设计基础上提高物镜组成像质量。

　　1　精密物镜组调整法原理

　　一般装配物镜组的方法是随意地放入透镜,并不考虑物镜组中透镜之间的光学中心偏差问题。精密物镜调整法利用精整车床及百分表测量物镜组中每一片透镜的光学中心,找出他们偏离光轴的方向,并在透镜边缘做出标记点,安装时使物镜组中所有透镜的边缘标记点的连线在一条直线上,最后按照各透镜之间装配关系装入物镜组镜框内即可。如图1的安装示意图所示:A、B、C点为透镜边缘标记点,D、E、F点为透镜的光学中心。

　　2　工具设备及其操作方法

　　2.1　定中心仪

　　定中心仪是1台自准显微镜,它利用1片透镜2个表面的自准反射像来确定透镜的光学中心,完成光学系统的单片透镜或胶合的透镜组进行定中心工作。操作者扳动车床主轴转动、调整定中心夹具,同时要在定中心仪的目镜中观察透镜光轴对主轴的跳动量。

　　使用时需要特别注意的问题:在图2中,物镜组5中的a1为固定物镜,a2为可换物镜。在条件允许的情况下,选择可换物镜a2时,应尽量采用较短焦距物镜,这样操作省力、方便,也有利于同心精度的提高。假设可换物镜a2的焦距f2=2f1时,显微镜横向放大率V=f1/ f2,其像要比物缩小1倍;如果f2=1/2f1时,则像要比物放大1倍。显然,采用短焦距可换物镜a2,有利于提高读数精度,从而提高校正精度。

　　2.2　定中心夹具

　　定中心夹具(图3)是通过调整螺钉来保证透镜在精整车床上做轴向、径向移动及绕球心摆动,将2个不同半径的球心校正至同轴,然后以精整车床主轴的旋转轴线为基准,用百分表找出透镜曲面沿车床旋转的最高点,做出标记,以方便我们找到透镜的光学中心。操作者用定中心夹具调整透镜光轴时,要求2个反射面的球心连线与透镜外圆面平行,即半径为r1的曲面的球心O1,半径为r2的曲面的球心O2的连线与透镜外圆曲面平行。

　　先观察并校正透镜中半径为r1面的自准反射像,使得r1面反射像在定中心仪中观察时,在允许的误差范围之内,移动定中心仪并观察、调整半径为r2面的自准反射像,使之同样在允许的误差范围之内。最后再检查各面反射像是否变动,当确认每一个自准反射像都没有变化,即每一个自准反射像均在定中心仪的允许误差范围内后,再根据要求定透镜中心。