书 书 书犐犆犛 ３７ ． ０２０ 犖 ３５ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 １０９８７ — ２００９ 代替 ＧＢ ／ Ｔ１０９８７ — １９８９ 光学系统 　 参数的测定 犗狆狋犻犮犪犾狊狔狊狋犲犿狊 — 犇犲狋犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅犳狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊 ２００９  ０９  ３０ 发布 ２００９  １２  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书中华人民共和国 国家标准 光学系统 　 参数的测定 ＧＢ ／ Ｔ１０９８７ — ２００９  中国标准出版社出版发行 北京复兴门外三里河北街 １６ 号 邮政编码 ： １０００４５ 网址 ｗｗｗ．ｓｐｃ．ｎｅｔ．ｃｎ 电话 ： ６８５２３９４６ 　 ６８５１７５４８ 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷 各地新华书店经销  开本 ８８０×１２３０１ ／ １６ 　 印张 ０．７５ 　 字数 １６ 千字 ２００９ 年 １２ 月第一版 　 ２００９ 年 １２ 月第一次印刷  书号 ： １５５０６６ · １３９２８２ 如有印装差错 　 由本社发行中心调换 版权专有 　 侵权必究 举报电话 ：（ ０１０ ） ６８５３３５３３ 书 书 书前 　　 言 　　 本标准代替 ＧＢ ／ Ｔ１０９８７ — １９８９ 《 光学系统 　 参数的测定 》。 本标准与 ＧＢ ／ Ｔ１０９８７ — １９８９ 的主要差异为 ： ——— 删除了 ＧＢ ／ Ｔ１０９８７ — １９８９ 第 ２ 章标题中的 “ 术语 ” 两字 ； ——— 将 ＧＢ ／ Ｔ１０９８７ — １９８９ 第 ３ 章 、 第 ４ 章 、 第 ５ 章和第 ６ 章归入同一章 ， 标题改为 “ 参数的测定 ”； ——— 删除了 ＧＢ ／ Ｔ１０９８７ — １９８９ 第 ７ 章 。 本标准由中国机械工业联合会提出 。 本标准由全国光学和光子学标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ１０３ ） 归口 。 本标准负责起草单位 ： 上海理工大学 。 本标准参加起草单位 ： 南京江南永新光学有限公司 、 宁波永新光学股份有限公司 、 苏州一光仪器有 限公司 。 本标准主要起草人 ： 冯琼辉 、 章慧贤 。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 ： ——— ＧＢ ／ Ｔ１０９８７ — １９８９ 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 １０９８７ — ２００９ 光学系统 　 参数的测定 １ 　 范围 本标准规定了光学系统焦距 、 视场 、 放大率和孔径 （ 相对孔径和数值孔径 ） 四项光学参数的测量方 法 、 测量装置和测量的基本要求 。 本标准适用于在可见光谱区应用的显微镜 、 望远镜以及照相 、 投影 、 制版物镜等光学参数的测量 。 ２ 　 符号 ａ ） 　 焦距 犳′ ； ｂ ） 　 目镜焦距 犳′ Ｅ ； ｃ ） 　 平行光管物镜焦距 犳′ Ｏ ； ｄ ） 　 物高 狔 ； ｅ ） 　 像高 狔′ ； ｆ ） 　 物方视场角 ２ ω ； ｇ ） 　 像方视场角 ２ ω ′ ； ｈ ） 　 显微镜物镜放大率 犕 Ｏ ； ｉ ） 　 角放大率 γ ； ｊ ） 　 显微镜视觉总放大率 犕 ＴＯＴＶＩＳ ； ｋ ） 　 目镜放大率 犕 Ｅ ； ｌ ） 　 入瞳直径 犇 ； ｍ ） 　 相对孔径 犇 ／ 犳′ ； ｎ ） 　 数值孔径 犖犃 。 ３ 　 参数的测定 ３ ． １ 　 焦距 ３ ． １ ． １ 　 测量方法 ３ ． １ ． １ ． １ 　 放大率法 （ 犘犗犚犚犗 法 ） 如图 １ 所示 ， 均匀照明平行光管物镜焦面上刻有多组线对的分划板 ， 分划板上的每一线对应与物镜 光轴对称分布 ， 线对间距 狔 以及平行光管物镜焦距 犳′ Ｏ 应预先精确测定 。 由平行光管发出的平行光束 ， 通过被测物镜在其像方焦面上成像 ， 用带十字分划板的显微镜瞄准 ， 并沿焦面移动显微镜 ， 由长度测量机构直接测出其移动值 ， 即被测物镜后焦面上的像高 狔′ ， 按式 （ １ ） 计 算被测物镜焦距 犳′ ： 犳′ ＝ 犳′ Ｏ · 狔′ 狔 …………………………（ １ ） 　　 也可用带测微目镜的显微镜瞄准测量 ， 由目镜测微器测量出显微镜中间像面上像高 狔″ ， 并按式 （ ２ ） 计算被测物镜的焦距 犳′ ： 犳′ ＝ 犳′ Ｏ · 狔″ 犕 Ｏ 狔 …………………………（ ２ ） 　　 犕 Ｏ 应预先精确测定 。 由于 犳′ Ｏ 、 狔 及 犕 Ｏ 为已知数 ， 犳′ Ｏ 犕 Ｏ 狔 可作为常数项代入式 （ ２ ） 计算 。 １ 犌犅 ／ 犜 １０９８７ — ２００９ 在测量负焦距时 ， 显微镜的工作距离应大于被测物镜后表面到像方焦面的距离 。 测量方向应垂直 于分划板线对的刻线方向 。 　　 １ ——— 平行光管 ； ２ ——— 被测透镜 ； ３ ——— 显微镜物镜 ； ４ ——— 目镜测微器 。 图 １ ３ ． １ ． １ ． ２ 　 精密测角法 如图 ２ 所示 ， 分划板应精确地调焦在被测物镜的焦面上 ， 分划板上有一对与物镜光轴对称的刻线 ， 其间距为 狔 并预先精确测定 ， 在像方用精密测角仪或经纬仪测出对应的角度 ２ ω ， 用式 （ ３ ） 计算被测物镜 焦距 犳′ ： 犳′ ＝ 狔 ２ｔａｎ ω ／ ２ …………………………（ ３ ） 　　 在 ３．１．１．１ 中所叙述的用放大率法测焦距 ， 作为基准用的平行光管物镜 ， 其焦距建议采用精密测角 法测量 ， 以获得更高的准确度 。 　　 １ ——— 光源 ； ２ ——— 分划板 ； ３ ——— 被测物镜 ； ４ ——— 经纬仪 。 图 ２ ３ ． １ ． ２ 　 测量装置和测量的基本要求 ３ ． １ ． ２ ． １ 　 照明条件 照明的光谱特性及孔径应与被测物镜使用要求相适应 。 ３ ． １ ． ２ ． ２ 　 平行光管 ３ ． １ ． ２ ． ２ ． １ 　 平行光管物镜焦距为被测物镜焦距的 ２ 倍 ～ ５ 倍 。 ３ ． １ ． ２ ． ２ ． ２ 　 平行光管物镜焦距及焦面位置 ， 应根据测量的光谱特性要求予以标定 。 ３ ． １ ． ２ ． ２ ． ３ 　 平行光管物镜像差应经过良好校正 。 ３ ． １ ． ２ ． ３ 　 分划板 ３ ． １ ． ２ ． ３ ． １ 　 分划板应精确地调节在平行光管物镜或被测物镜的焦面上 。 ３ ． １ ． ２ ． ３ ． ２ 　 在有效视场范围内应选取间距大的线对进行测量 ， 有利于减小测量相对误差 。 ３ ． １ ． ２ ． ４ 　 被测物镜的调节 调节被测物镜光轴 ， 使之与平行光管物镜光轴 、 显微镜或经纬仪望远镜的瞄准轴线基本重合 。 ２ 犌犅 ／ 犜 １０９８７ — ２００９ ３ ． １ ． ２ ． ５ 　 调焦 测量时用显微镜或望远镜对目标像调焦 ， 应遵循消视差原则 。 ３ ． ２ 　 视场 ３ ． ２ ． １ 　 测量方法 ３ ． ２ ． １ ． １ 　 望远镜视场测量方法 望远镜视场以能见到的物空间的边缘对入瞳中心的张角 ２ ω 来表示 。 ａ ） 　 用视场仪测量视场角 视场仪是一种大视场的平行光管 ， 它的物镜常采用成像质量良好的广角照相物镜 ， 在焦面上装 有标注角度分划的十字分划板 。 如图 ３ 所示 ， 测量时将被测望远镜对准视场仪 ， 人眼大致位于眼点位置 ， 通过望远镜直接观察 视场仪分划板上的分划线 ， 望远镜所能见到的视场仪分划线左右两边最大读数之和就是望远 镜的视场 。 测量时应调节视场仪或被测物镜的高低角 ， 使十字分划像的横线通过被测视场的 中心 。 １ ——— 视场仪 ； ２ ——— 被测望远镜 ； ３ ——— 人眼 ； ４ ——— 视场见到的分划像 。 图 ３ ｂ ） 　 用经纬仪测量视场角 如图 ４ 所示 ， 从被测望远镜目镜方向照明 ， 用经纬仪在物镜方向观测 ， 水平转动经纬仪 ， 先后对 准视场光阑两个边缘 ， 两次读数之差就是望远镜的视场 。 １ ——— 分划板 ； ２ ——— 视场光阑 ； ３ ——— 被测望远镜 ； ４ ——— 经纬仪 。 图 ４ ３ ． ２ ． １ ． ２ 　 显微镜视场测量方法 显微镜视场是以物平面上能观察到的最大直径来表示 ， 通常称为线视场 。 测量时在载物台上安放一标准刻尺 ， 人眼通过被测显微镜直接观测 ， 在视场中所能见到的刻尺范围 就是显微镜的视场大小 。 ３ 犌犅 ／ 犜 １０９８７ — ２００９ ３ ． ２ ． ２ 　 测量装置和测量的基本要求 ３ ． ２ ． ２ ． １ 　 照明条件 采用白光照明 。 照明光束应均匀充满被测视场 ， 不应产生光束切割现象 。 ３ ． ２ ． ２ ． ２ 　 物平面 被测显微镜的物平面应垂直于物镜光轴 ， 保证视场边缘两侧的像同时清晰 。 ３ ． ３ 　 放大率 ３ ． ３ ． １ 　 测量方法 ３ ． ３ ． １ ． １ 　 望远镜 （ 视 ） 角放大率测量方法 ａ ） 　 以测量出瞳直径计算放大率 如图 ５ 所示 ， 将已知尺寸的标准光阑 （ 圆形或方形 ） 套在被测系统的物镜框上 ， 在目镜一侧用倍 率计测出标准光阑像的大小 ， 用式 （ ４ ） 计算被测望远镜的角放大率 γ ： γ ＝ 犪 犪′ …………………………（ ４ ） 式中 ： 犪 ——— 圆形标准光阑的直径 （ 或方形标准光阑的边长 ）， 单位为毫米 （ ｍｍ ）； 犪′ ——— 圆形标准光阑像的直径 （ 或方形标准光阑像的边长 ）， 单位为毫米 （ ｍｍ ）。 １ ——— 标准光阑 ； ２ ——— 被测系统 ； ３ ——— 标准光阑像 ；