在光学实验室里,工程师们常常需要利用中心偏测量仪测量镜头的中心偏差——这是评估镜头质量的关键参数之一。今天,我们将一起探索利用双旋转偏振片系统,模拟不同强度的光衰减,从而测试全欧中心偏测量仪在可见光下能测量的镜头反射率。
偏振衰减片的用处
偏振衰减片的核心原理是马吕斯定律:当一束线偏振光通过一个理想的偏振片时,其透射光强度与入射光方向和偏振片透射轴夹角余弦的平方成正比。
在双偏振片系统中:
第一偏振片(起偏器):将入射的自然光I₀转换为线偏振光,强度为I₀/2。
第二偏振片(检偏器):通过旋转改变其透射轴与第一偏振片透射轴的夹角θ,实现光强衰减。
最终透射光强I 为(I₀/2)cos²θ
所以我们可以通过旋转检偏器改变夹角θ,来改变光的衰减,从而实验全欧中心偏测量仪对于不同反射率的测量结果。
实验设置:模拟不同反射率
中心偏测量仪通常采用反射式测量,用CCD接收信号。当被测透镜旋转时,仪器通过分析反射像来计算中心偏差。
反射率的重要性在于:反射率越低,反射信号越弱,信噪比越差。当反射信号弱到一定程度时,中心偏测量仪就无法进行准确测量了。
为了测试中心偏测量仪对于镜片的反射率测量极限,我们设计了如下实验系统:
核心组件:
光源:发射稳定均匀的光束(可见光)
双旋转偏振片组:产生可调衰减的光束
被测镜头:放置在偏振衰减系统下方
中心偏测量仪:测量镜头的中心偏差

测量结果测量结果
通过系统实验,我们获得了中心偏测量仪在不同模拟反射率条件下的测量数据(测试效果与被测样品、实验环境及设置相关):
随着模拟反射率的降低,测量的反射像清晰度逐渐减少。当模拟反射率为0.1%时,仪器可以看见镜头的球心像且可以测出中心偏差数据;当反射率为0.01%时,仪器也可得到有效的中心偏差数据,且测量结果在设备精度范围内。
所以基于实验,我们发现该中心偏测量仪的反射率测量极限小于0.01%。这意味着,对于反射率大于0.01%的镜头,该测量仪可以提供中心偏差测量结果。

反射率 0.1%时测量图像

反射率 0.1%时测量中心偏差结果

反射率 0.01%时测量图像

反射率 0.01%时测量中心偏差结果