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2012-09-28 877 次

杂光系数测试条件的标准化

面源法测量光学系统的的杂光特性简单方便,测得的结果与实际使用性能对应得较好,所以该方法目前在国内外仍得到普遍的应用。但是,用面源法测量光学系统的杂光系数有不少缺点,主要表现在测试结果受具体测量条件的影响比较大。例如黑体目标的大小、光电探测器前小孔光阑的大小、积分球内壁亮度的均匀性、测量装置的光谱特性。以及光敏元件光响应的方向性等;不同类型仪器难于相互比较;不易通过实验来判断杂光产生的原因;等等。为了保证杂光系数值的统一,以便于互相比较,必须规定统一的测量条件。例如国际标准化组织(ISO)第42技术委员会(TC42)制定的关于照相物镜杂光系数测量标准草案中对测量条件作了如下若干主要规定:
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1.扩展光源
(1)扩展光源对被测物镜的张角尽量接近2π球面度(sr),而且视场内亮度应力求均匀,在直径对应于被测物镜像方视场对角线一半的中央区域内,亮度不均匀应≤±5%,在扩展光源的全区域内,则应≤±8%。
(2)在整个测量过程中,光源亮度变化应<5%。
(3)扩展光源的光谱功率分布应是已知的,探测器的光谱响应和滤光片的光谱透射比应给予规定,以便做到与实际应用的光谱响应曲线主要特性尽可能接近。
(4)黑体目标的像的直径(圆形)、边长(方形)或宽度(带形)应等于被测物镜像方视场对角线长度的1/10 ±0.02。黑体目标的亮度应小于周围亮场亮度的1/1000。

2.光电探测器
(1)探测器的小孔光阑直径小于黑体目标像的1/5。小孔光阑外表面的尺寸和形状与底片的格式相同,并覆盖一层照相机实际工作时的感光材料,或者与感光材料的散射、反射特性相同的代用材料。其他外表面的反射率应小于3%。若是单独测量物镜的杂光系数,小孔光阑外表面的反射率也应小于3%。
(2)光电探测器的灵敏度在一个测量周期内的变化应小于2%。探测器上任何放大器、仪表等在整个照度变化范围内的光电响应线性要求与杂光系数测量精度的要求相适应。 
(3)光电探测器的光谱灵敏度和任何滤光片的光谱透射特性均应根据被测系统的使用要求选配和标定。

3.物像共轭关系
黑体目标到被测物镜的物距应大于物镜焦距的5倍,或按设计要求确定。

4.视场位置
应在光轴上和在物镜半视场以内的规定位置上进行测量。测量镜头与实际机体组合的杂光系数时,如果被测系统的杂光分布有明显不对称,则应转至杂光最大的方位进行测量。
在测试报告中,应注明以下主要测试条件参数:
(1)被测物镜或整机的牌号、焦距、最大相对孔径、制造号、测量时所用的相对孔径;
(2)物距及放大率;
(3)扩展光源及黑体目标的角尺寸;
(4)光电探测器中小孔光阑的直径;
(5)测量时的视场位置等。

此外,测量中还应注意以下事项:
(1)测量前应仔细擦净被测光学系统的外露光学面,否则由于其上尘土、指印、油污等散射将明显影响测量结果。
(2)测量中应注意消除暗电流和室内杂散光的影响。必要时对积分球的照明光源采取调制措施,以提高测量系统的搞干扰能力和工作稳定性。
(3)如果在积分球有出口处装准直物镜,则应尽量减少准直物镜自身的杂光系数,并在高精度测量中予以修正。

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