專利名稱：紫外光學(xué)儀器分辨率測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紫外光學(xué)儀器像質(zhì)評(píng)價(jià)測(cè)試儀器，特別涉及一種紫外光學(xué)儀 器分辨率的檢測(cè)裝置。
技術(shù)背景在可見(jiàn)光和紅外波段，光學(xué)儀器的像質(zhì)評(píng)價(jià)方法主要有光學(xué)傳遞函數(shù)法、 星點(diǎn)法、分辨率法和點(diǎn)列圖法，而在近紫外波段由于缺少紫外光學(xué)儀器的檢 測(cè)設(shè)備，紫外光學(xué)儀器的成像質(zhì)量和儀器整機(jī)的性能評(píng)價(jià)只能在可見(jiàn)光波段 進(jìn)行，因此測(cè)量結(jié)果存在一定的誤差和失真性。對(duì)于像差較大的光學(xué)系統(tǒng)， 如望遠(yuǎn)系統(tǒng)和照相系統(tǒng)，分辨率會(huì)隨著像差增大而有明顯的變化，因此分辨 率檢測(cè)可以區(qū)分系統(tǒng)的像質(zhì)差異。分辨率檢測(cè)可以獲得有關(guān)待檢光學(xué)系統(tǒng)像 質(zhì)的信息，給出像質(zhì)的數(shù)字指標(biāo)，易于定量測(cè)量和比較。為適應(yīng)研究需要， 研制紫外光學(xué)分辨率測(cè)試儀具有十分重要的實(shí)用價(jià)值。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，為了解決紫外光學(xué)儀器成像質(zhì)量因缺少有效的評(píng)價(jià) 手段而存在的一系列問(wèn)題，提出一種紫外光學(xué)儀器分辨率測(cè)試儀。使對(duì)紫外 波段進(jìn)行像質(zhì)評(píng)價(jià)成為可能。本發(fā)明紫外光學(xué)儀器分辨率測(cè)試儀，包括気燈光源、機(jī)械可變光鬧、石 英聚光鏡、由入射狹縫組機(jī)構(gòu)和準(zhǔn)直反射鏡、與波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接的閃耀 光柵、成像反射鏡、平面反射鏡、出射狹縫構(gòu)成的紫外單色儀、紫外漫透射 器、紫外分辨率板、二維調(diào)節(jié)平臺(tái)、轉(zhuǎn)折平面反射鏡、非球面準(zhǔn)直鏡、光學(xué) 導(dǎo)軌、待測(cè)光學(xué)儀器平臺(tái)、圖像采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)，所述的気燈光源通過(guò)機(jī)械可變光闌、石英聚光鏡按1: 1比例成像于所述的紫外單色儀的入射狹縫組機(jī)構(gòu)上，由紫外單色儀出射狹縫處發(fā)射出的紫外光均勻照射在紫外漫透射器 上，紫外漫透射器和紫外分辨率板通過(guò)卡具壓緊在一起，固定在二維調(diào)節(jié)平 臺(tái)之上，并將二維調(diào)節(jié)平臺(tái)置于出射狹縫之后，經(jīng)過(guò)紫外漫透射器的漫透射 作用，紫外分辨率板局部被均勻照明，紫外分辨率板經(jīng)過(guò)平面反射鏡和非球
面準(zhǔn)直鏡形成無(wú)限遠(yuǎn)紫外分辨目標(biāo)；待測(cè)光學(xué)儀器平臺(tái)置于光學(xué)導(dǎo)軌上，光 學(xué)導(dǎo)軌軸線與平行光路的光軸重合；所述的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和圖像采集系統(tǒng)分 別與計(jì)算機(jī)控制連接。
在所述的石英聚光鏡和紫外單色儀的入射狹縫組機(jī)構(gòu)之間、準(zhǔn)直反射鏡 和成像反射鏡之間、閃耀光柵和平面反射鏡之間、平面反射鏡和出射狹縫之 間還分別設(shè)置一消雜光陷阱，以實(shí)現(xiàn)有效地抑制單色儀的雜光水平。
本發(fā)明的特點(diǎn)首次將小F辨紫外單色儀應(yīng)用于分辨率測(cè)試裝置作為光 源，在消除儀器雜光方面采取了積極的措施，如在紫外單色儀入射狹縫、出 射狹縫和兩反射鏡之間設(shè)置消雜光陷阱，有效地抑制了單色儀的雜光水平； 應(yīng)用紫外漫透射器使紫外輻射均勻照明紫外分辨率板，不會(huì)因照明不均勻而 使部分分辨目標(biāo)對(duì)比度下降；由于紫外波段可選的材料有限，按照常規(guī)平行 光管的設(shè)計(jì)原則，相差校正存在極大的困難。本發(fā)明采用非球面設(shè)計(jì)反射式 平行光管，形成無(wú)窮遠(yuǎn)紫外分辨率目標(biāo)。不僅減少了設(shè)計(jì)和加工成本，而且 使紫外能量得到了最大程度的利用。


圖1是本發(fā)明的紫外光學(xué)儀器分辨率測(cè)試儀結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖2是圖1中所示狹縫組機(jī)構(gòu)4的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。 參照?qǐng)Dl， 一種紫外光學(xué)儀器分辨率測(cè)試儀，包括氘燈光源l、機(jī)械可變 光闌2、石英聚光鏡3、由入射狹縫組機(jī)構(gòu)4、準(zhǔn)直反射鏡5、與波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18相連接的閃耀光柵6、成像反射鏡8、平面反射鏡9、出射狹縫10構(gòu)成 的紫外單色儀、紫外漫透射器11、紫外分辨率板12、 二維調(diào)節(jié)平臺(tái)13、轉(zhuǎn) 折平面反射鏡14、非球面準(zhǔn)直鏡15、光學(xué)導(dǎo)軌16、待測(cè)光學(xué)儀器平臺(tái)17、 圖像采集系統(tǒng)19和計(jì)算機(jī)20,所述的気燈光源1通過(guò)機(jī)械可變光闌2、石英 聚光鏡3按1: 1比例成像于所述的紫外單色儀的入射狹縫組機(jī)構(gòu)4上，由紫 外單色儀出射狹縫10處發(fā)射出的紫外光均勻照射在紫外漫透射器11上，紫 外漫透射器11和紫外分辨率板12通過(guò)卡具壓緊在一起，固定在二維調(diào)節(jié)平 臺(tái)13之上，并將二維調(diào)節(jié)平臺(tái)13置于出射狹縫10之后，經(jīng)過(guò)紫外漫透射器 ll的漫透過(guò)作用，紫外分辨率板12局部被均勻照明，紫外分辨率板12經(jīng)過(guò) 平面反射鏡14和非球面準(zhǔn)直鏡15形成無(wú)限遠(yuǎn)紫外分辨目標(biāo)；待測(cè)光學(xué)儀器 平臺(tái)17置于光學(xué)導(dǎo)軌16上，光學(xué)導(dǎo)軌16軸線與平行光路的光軸重合；所述 的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18和圖像采集系統(tǒng)19分別與計(jì)算機(jī)20控制連接。
在所述的石英聚光鏡3和紫外單色儀的入射狹縫組機(jī)構(gòu)4之間、準(zhǔn)直反 射鏡5和成像反射鏡8之間、閃耀光柵6和平面反射鏡9之間、平面反射鏡 9和出射狹縫10之間還分別設(shè)置一消雜光陷阱7。以實(shí)現(xiàn)有效地抑制單色儀 的雜光水平。
所述的紫外單色儀中的準(zhǔn)直反射鏡5、成像反射鏡8、平面反射鏡9和轉(zhuǎn) 折平面反射鏡14、非球面準(zhǔn)直鏡15表面均鍍有紫外反射率大于85%的 Al+MgF2反射膜。
考慮到紫外單色輻射能量弱和測(cè)試結(jié)果的單色性，在紫外單色儀中采用 了大相對(duì)孔徑和多雜光陷阱設(shè)計(jì)方案，使出射光束的單色性和強(qiáng)度有了保證。 在分辨率測(cè)試儀所有的反射鏡表面均鍍有紫外高反射率的Al+MgF2反射膜， 經(jīng)測(cè)試反射率高于85%。
參照?qǐng)D2，單色儀狹縫組機(jī)構(gòu)，主要由旋動(dòng)股輪21、螺桿22、螺母23、 和狹縫面板24構(gòu)成。旋動(dòng)股輪21，利用螺桿22與螺母23的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)螺旋傳動(dòng)，螺母23帶動(dòng)狹縫面板24使所需狹縫置于光軸上，根據(jù)不同的光 能量和光譜帶寬要求，合理選擇狹縫寬度。
所述二維調(diào)節(jié)平臺(tái)13上裝有紫外漫透射器11和紫外分辨率板12， 二維 調(diào)節(jié)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)紫外漫透射器11和紫外分辨率板12在垂直于光軸的平面上做 二維方向移動(dòng)，可以有選擇地使分辨率板12不同部分經(jīng)過(guò)測(cè)試光路，成為紫 外分辨目標(biāo)。
気燈光源1采用的是英國(guó)Cathoden公司V03型氖燈，該光源光譜范圍 115nm-400nm，功率30W,工作電流300mA，工作電壓約70V，觸發(fā)電壓500V。 光源輻射長(zhǎng)期衰減率0.03%/h。
本發(fā)明適用波長(zhǎng)范圍為250nm-400nm，平行光管口徑30mm，相對(duì)口徑 1:8，光束不平行度20〃 (允許分辨率板i0.01mm裝調(diào)誤差)。
采用本發(fā)明測(cè)試儀對(duì)紫外光學(xué)儀器分辨率進(jìn)行測(cè)試的工作方法是 預(yù)熱氘燈20分鐘，根據(jù)使用要求調(diào)整光源的機(jī)械可變光闌2和紫外單色儀 狹縫寬度。命令計(jì)算機(jī)20發(fā)送指令到波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18，使閃耀光柵6旋轉(zhuǎn) 到指定角度，紫外單色輻射從出射狹縫IO射出，經(jīng)過(guò)紫外漫透射器ll均勻 照明紫外分辨率板12，作為紫外分辨目標(biāo)。由計(jì)算機(jī)20向圖像采集系統(tǒng)19 發(fā)布圖像采集指令，采集圖像，調(diào)節(jié)機(jī)械光闌2控制紫外光強(qiáng)，同時(shí)調(diào)節(jié)二 維調(diào)節(jié)平臺(tái)13可以有選擇地使分辨率板12不同部分經(jīng)過(guò)測(cè)試光路，成為紫 外分辨目標(biāo)，直至圖像不能被分辨，將上一最小可分辨空間頻率作為測(cè)試儀 器的分辨率。在測(cè)量紫外光學(xué)儀器軸外點(diǎn)分辨率時(shí)，為了確保軸上點(diǎn)、軸外 點(diǎn)測(cè)量的都是同一像面上的分辨率，必須將待測(cè)光學(xué)儀器物鏡的后節(jié)點(diǎn)調(diào)到 夾持器的轉(zhuǎn)軸上，然后再進(jìn)行測(cè)試。
權(quán)利要求
1.一種紫外光學(xué)儀器分辨率測(cè)試儀，包括氘燈光源(1)、機(jī)械可變光闌(2)、石英聚光鏡(3)、由入射狹縫組機(jī)構(gòu)(4)和準(zhǔn)直反射鏡(5)、與波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(18)相連接的閃耀光柵(6)、成像反射鏡(8)、平面反射鏡(9)、出射狹縫(10)構(gòu)成的紫外單色儀、紫外漫透射器(11)、紫外分辨率板(12)、二維調(diào)節(jié)平臺(tái)(13)、轉(zhuǎn)折平面反射鏡(14)、非球面準(zhǔn)直鏡(15)、光學(xué)導(dǎo)軌(16)、待測(cè)光學(xué)儀器平臺(tái)(17)、圖像采集系統(tǒng)(19)和計(jì)算機(jī)(20)，其特征在于，所述的氘燈光源(1)通過(guò)機(jī)械可變光闌(2)、石英聚光鏡(3)按1∶1比例成像于所述的紫外單色儀的入射狹縫組機(jī)構(gòu)(4)上，由紫外單色儀出射狹縫(10)處發(fā)射出的紫外光均勻照射在紫外漫透射器(11)上，紫外漫透射器(11)和紫外分辨率板(12)通過(guò)卡具壓緊在一起，固定在二維調(diào)節(jié)平臺(tái)(13)之上，并將二維調(diào)節(jié)平臺(tái)(13)置于出射狹縫(10)之后，經(jīng)過(guò)紫外漫透射器(11)的漫透過(guò)作用，紫外分辨率板(12)局部被均勻照明，紫外分辨率板(12)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)折平面反射鏡(14)和非球面準(zhǔn)直鏡(15)形成無(wú)限遠(yuǎn)紫外分辨目標(biāo)；待測(cè)光學(xué)儀器平臺(tái)(17)置于光學(xué)導(dǎo)軌(16)上，光學(xué)導(dǎo)軌(16)軸線與平行光路的光軸重合；所述的波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(18)和圖像采集系統(tǒng)(19)分別與計(jì)算機(jī)(20)控制連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光學(xué)儀器分辨率測(cè)試儀，其特征在于，在 所述的石英聚光鏡(3)和紫外單色儀的入射狹縫組機(jī)構(gòu)(4)之間、準(zhǔn)直反 射鏡(5)和成像反射鏡(8)之間、閃耀光柵(6)和平面反射鏡(9)之間、 平面反射鏡(9)和出射狹縫(10)之間均分別設(shè)置一消雜光陷阱(7)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外光學(xué)儀器分辨率測(cè)試儀，其特征在于，所 述的紫外單色儀中的準(zhǔn)直反射鏡(5)、成像反射鏡(8)、平面反射鏡(9)和 轉(zhuǎn)折平面反射鏡(14)、非球面準(zhǔn)直鏡(15)表面均鍍有紫外反射率大于85% 的Al+MgF2反射膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紫外光學(xué)儀器分辨率測(cè)試儀，氘燈光源通過(guò)機(jī)械可變光闌、石英聚光鏡按1∶1比例成像于紫外單色儀的入射狹縫組機(jī)構(gòu)上，由紫外單色儀出射狹縫處發(fā)射出的紫外光均勻照射在紫外漫透射器上，紫外漫透射器和紫外分辨率板通過(guò)卡具壓緊在一起，固定在置于出射狹縫之后的二維調(diào)節(jié)平臺(tái)上，經(jīng)過(guò)紫外漫透射器的漫透射作用，紫外分辨率板局部被均勻照明，紫外分辨率板經(jīng)過(guò)平面反射鏡和非球面準(zhǔn)直鏡形成無(wú)限遠(yuǎn)紫外分辨目標(biāo)；待測(cè)光學(xué)儀器平臺(tái)置于光學(xué)導(dǎo)軌上，光學(xué)導(dǎo)軌軸線與平行光路的光軸重合。本發(fā)明采用非球面設(shè)計(jì)反射式平行光管，形成無(wú)窮遠(yuǎn)紫外分辨率目標(biāo)。不僅減少了設(shè)計(jì)和加工成本，而且使紫外能量得到了最大程度的利用。
文檔編號(hào)G01M11/02GK101308059SQ200810050938
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者李福田, 王加朋, 王淑榮 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所