Контроль оптических характеристик приборов (стр. 2 из 3)

Измерение пропускания

Измерение полезного пропускания телескопических приборов выполняют на установке, подобной универсальному фотометру типа ИФТ-15А. Схема установки представлена на рис. 6.

Во входное отверстие исследуемого телескопического прибора 3 направляется параллельно его оптической оси пучок лучей, выходящих из коллиматорного объектива фотометра. В фокальной плоскости объектива 2 коллиматора находится точечный источник света, как правило, круглое отверстие в непрозрачной диафрагме 1, освещенное лампой накаливания. За исследуемым прибором с помощью дополнительной короткофокусной линзы 4 или с помощью продольного перемещения окуляра прибора получают изображение точечного источника света.

Рис. 6. Схема установки для измерения коэффициента светопропускания телескопических систем.

Ограничительную диафрагму 5 устанавливают так, чтобы ее отверстие было концентрично изображению источника света. Диаметр отверстия выбирают так, чтобы через него свободно проходил световой поток, образующий изображение точечного источника света (в том числе лучи, образующие в изображении точечного источника дифракционные и аберрационные кольца, ореолы, каемки), а световой поток, нерегулярно прошедший через прибор и образующий фон вокруг изображения, должен быть задержан. Световой поток, прошедший через отверстие ограничительной диафрагмы, воспринимается светочувствительным приемником 6, фототок которого регистрируется гальванометром. Затем фотоприемник устанавливают перед входным отверстием контролируемого прибора и регистрируют показания гальванометра, пропорциональные световому потоку, вошедшему в контролируемый прибор. Коэффициентом полезного пропускания

телескопического прибора называют отношение выходящего из прибора светового потока , создающего изображение малого светящегося предмета, к световому потоку , входящему в прибор, от этого предмета:

.

Значение коэффициента полезного пропускания

, получаемое как отношение показаний гальванометра и , и вычисляют с учетом поправок и , учитывающих нелинейность показаний измерительной пары фотоприемник—гальванометр.

Измерение полезного пропускания телескопических наблюдательных приборов, таких, как бинокли, стереотрубы, дальномеры и другие, выполняют с помощью селенового фотоэлемента, относительное распределение спектральной чувствительности которого приведено к среднему глазу наблюдателя. Коррекция характеристики спектральной чувствительности фотоэлемента достигается с помощью двухкомпонентного светофильтра, состоящегоиз плоскопараллельной стеклянной пластины из стекла марки ЖЗС18 толщиной 2 мм и стекла марки ЗС8 толщиной 2 мм. Степень достигнутого приближения спектральной характеристики 1 селенового фотоэлемента к кривой 2 спектральной чувствительности глаза показана на рис. 7.

Рис. 7. Спектральные характеристики чувствительности глаза и корригированного селенового фотоэлемента.

Сложные телескопические системы, включающие в себя разделительные призмы, зеркала, многолинзовые объективы, неизбежно имеют некоторую избирательность в пропускании лучей различной длины волны. Избирательность полезного пропускания телескопического прибора приводит к окрашенности поля зрения, что в ряде случаев затрудняет работу наблюдателя и может явиться источником ошибок, например в дальномерных устройствах, основанных на сопоставлении изображений двух оптических каналов, а также при регистрации световых потоков, выходящих из телескопической системы, посредством фотоэлектрических приемников. Поэтому спектральную избирательность пропускания телескопических систем в ряде случаев нормируют и. в лабораторной практике возникает необходимость измерения спектрального пропускания телескопического прибора. Как правило, спектральная характеристика пропускания телескопической системы описывается достаточно плавной кривой, а потому нет необходимости предъявлять высокие требования к монохроматичности. источников излучения, применяемых при измерениях. Чистота спектра 8—10 нм вполне удовлетворительна для этих измерений. Спектральный коэффициент полезного пропускания вычисляют по формуле

Контроль качества изображения телескопических систем

Оценка качества изображения телескопических систем осуществляется более просто по сравнению с фотографическими системами. Объясняется это следующими обстоятельствами.

1. Телескопические системы лучше корригированы, чем фотографические системы.

2. Телескопические системы имеют значительно меньшее поле зрения

3. Телескопические системы обычно работают совместно с глазом, поэтому при оценке качества изображения нет необходимости применять длительные по времени и сложные по используемой аппаратуре фотографические испытания.

Качество изображения телескопических систем оценивают тремя методами: по виду дифракционного изображения точки; по величине визуальной разрешающей силы и по качеству изображения местных предметов.

По виду дифракционного изображения точки, как правило, оценивают только качество приборов, применяемых в астрономии, для основной же массы телескопических приборов определяют визуальную разрешающую силу.

Определение визуальной разрешающей силы. Проверку разрешающей силы выполняют путем рассматривания изображения стандартной штриховой миры, установленной в фокальной плоскости коллиматора.

Для большинства приборов разрешающую силу определяют только в центре поля зрения и только для широкоугольных систем нескольких точках поля зрения.

У телескопических систем высшего качества фактическая разрешающая сила должна равняться теоретической.

Для всех других телескопических систем, например для биноклей или стереотруб, необходимо, чтобы разрешающая сила после окуляра равнялась или была меньше Г, т. е. обеспечивала только возможность использования собственной разрешающей силы глаза. В этих случаях разрешающую силу прибора рассчитывают по формуле

где Г — видимое увеличение телескопической системы.

Формула действительна для телескопических систем, у которых входной зрачок больше зрачка глаза. Дальнейшее увеличение

Рис. 8. Схема измерения разрешающей силы телескопической системы.

разрешающей силы считают нецелесообразным, поскольку глаз наблюдателя все равно не сможет ее использовать.

Схема установки для проверки разрешающей силы показана на рис. 13.

Установка состоит из коллиматора 1 с мирой, контролируемой телескопической системы 2 и дополнительной зрительной трубы 3 с увеличением 2—

.

Применение дополнительной трубы приводит к тому, что лимитирующим фактором при определении разрешающей силы является сама контролируемая система, а не глаз наблюдателя, разрешающая сила которого у разных наблюдателей колеблется в некоторых пределах.

При проверке разрешающей силы необходимо окуляр вспомогательной трубки установить на резкое изображение ее сетки, а затем фокусировкой окуляра контролируемой системы добиты резкого изображения миры коллиматора. В этом случае контролируемая система будет представлять собой телескопическую систему.

Некоторые телескопические системы имеют неподвижные окуляры. Эти системы либо заранее юстированы так, что являются телескопическими, либо окуляр в них установлен так, что из него выходит заведомо расходящийся пучок в 0,5—1 диоптрию. Считается, что такая юстировка обеспечивает меньшую утомляемость наблюдателей.

Для проверки систем с неподвижными окулярами фокусировку на резкое изображение миры осуществляют толь со перефокусировкой окуляра вспомогательной зрительной трубки.

При оценке разрешающей силы обращают вниманий на качество изображения миры (наличие «хвостов», двойников, окрашенности) точно так же, как это было указано при описании метода проверки отдельных оптических деталей и узлов.

В случае широкоугольных телескопических систем аналогичную проверку проводят для нескольких точек поля зрения, при этом как контролируемую систему, так и дополнительную зрительную трубку поворачивают на углы, соответствующие углам поля зрения.

Опытные образцы телескопических систем также оценивают по качеству изображения местных предметов. При этом обращают внимание на резкость изображений в центре поля зрения, отсутствие искажения масштаба и резкость изображений по поля зрения, а также на отсутствие окрашенности изображений как в центре поля, так и по всему полю зрения.