光学镜头装配工艺之“星点法”
对于光学镜头来说,装配过程就是调节像差(球差,彗差,象散,场曲,畸变,两种色差)的过程,此处主要介绍我公司常用光学镜头装配工艺之“星点法”。
星点法是用透射光照在一个镀有铝膜的玻璃板上(铝膜很薄,有些部分会透光),产生衍射斑,然后通过带有需要调校镜头的显微系统观察。理论上,如果该镜头没有像差,那么在目镜视野里看到的衍射斑点都应该是艾里斑加几个很细的圆环,所以调校镜头的过程是一边观察衍射斑形状一边改变镜头参数的实时过程。对于拥有丰富调校镜头经验的老师傅来说,他们一眼就可以看出来镜头存在哪一种像差,该如何调校。对于刚入门的新手来说,这个是相当困难的。
下面对衍射斑的形状和各种像差的对应做一个小结:
(1)球差:艾里斑亮度占整个衍射斑的的亮度比例不对(理论上是84%)或者衍射环太粗;一般的解决方法是通过车削镜座或者在镜座之间加垫片来改变空气间隔需要用软件模拟各个空气间隔的敏感程度,再决定在镜头的什么位置进行变动);
(2)彗差:顾名思义,就是衍射斑像彗星尾巴的形状;一般的解决方法是调整同轴度,另外,需要注意的是,镜头刚装配好,彗差往往是最明显的,所以一般都是调整同轴度,校正彗差,然后再观察其他几种像差;
(3)象散:需要旋转镜头观察,一般通过更换玻璃来改善(象散难以调节的镜头往往是镜头里面某些玻璃的面型超差);
(4)场曲:离焦观察中心视野与边缘视野的斑点情况;
(5)畸变:衍射斑点形状不规则,如果不是设计本身的问题,此种异常往往也是需要从透镜的面型下手。
当然,上述方法也可以称作是技术工人经验的总结,并不一定能适用所有情况,但对于大部分镜头装调过程来说都是适用的。