Иммерсионные микрообъективы должны иметь гер­метичное соединение фронтальной линзы с оправой

3. Иммерсионные микрообъективы должны иметь гер­метичное соединение фронтальной линзы с оправой.

Сборку микрообъективов ведут в следующем порядке:

центрирование и завальцовка линз в оправах;

комплектование оправ с линзами;

чистка оптики;

сборка и юстировка объектива.

На рис. 6 изображен микрообъектив, который соби­рают в указанном выше порядке.

Центрирование и завальцовку линз в оправах ведут упрощенным способом. На сборку подают оправы линз, окончательно обработанные по наружному диаметру, имею­щие припуск для обработки отверстия под линзу. На спе­циальном токарном станке, имеющем точный шпиндель (без радиального и осевого биений), устанавливают патрон, ко­торый растачивают «по месту». Оправу 2 линзы закрепляют в патроне 1 (рис. 7) -на точно изготовленных поверхно­стях и прижимают гайкой.

При сборке склеенных линз (линзы 1 и 2, см. рис. 6) растачивают оправу под линзу по диаметру флинтовой линзы с возможно меньшим зазором. Расточку ведут на глубину, обеспечивающую получение необходимого воз­душного зазора менаду линзами.

Глубину расточки измеряют индикаторным глубино­мером 3, на измерительный стержень которого наклеена технологическая линза (рис. щ, подобная той, под кото­рую ведут расточку оправы.

Затем на посадочное место линзы наносят тонкий слой пихтового бальзама, подогревают стенки оправы, чтобы бальзам расплавился и вставляют линзу в оправу. Бам­буковой палочкой нажимают на линзу и центрируют наружную поверхность линзы относительно оси шпинделя, пока бальзам не затвердел. Внутренняя поверхность линзы самоцентрируется, так как опирается на расточенный без биения посадочный буртик оправы.

Центрирование проверяют по биению изображения электролампочки, отраженного от поверхности линзы и наблюдаемого через лупу (6—) при вращении шпин­деля. Если биение отсутствует, то линза отцентрирована правильно. Бальзам в оправе затвердевает. Буртик оправы для завальцовки подрезают до необходимой длины и осторожно завальцовывают линзу. При этом смещению линзы препятствует затвердевший вокруг линзы бальзам. Место завальцовки лакируют фасочной эмалью.

Фронтальную и менисковую линзы (линзы 3 и 4, см. рис. 6) завальцовывают и центрируют таким же обра­зом, но вклеивают их в оправу шеллачным клеем, обеспе­чивающим герметичность иммерсионного объектива. Оправы перед расточкой под линзы подвергают оксиди­рованию, а наружную часть оправы фронтальной линзы полируют и никелируют.

Линзы объектива подбирают по воздушным промежут­кам, измеряя расстояния от торцов оправы до линзы глу­биномером. При этом обеспечиваются необходимые раз­меры воздушных промежутков. При невозможности под­бора линз между оправами устанавливают промежуточ­ные кольца из фольги или подрезают торец одной из оправ.

Чистку линз объектива ведут в завальцованном виде, очищая оправу и линзу от остатков бальзама и шел­лака спиртом, а затем окончательно очищая линзу от пыли.

После чистки оправы собирают в корпус объектива, закрепляют их резьбовым зажимным кольцом и отправ­ляют объектив на юстировку.

Методы контроля и юстировки объективов. Контрольно-юстировочные приборы

Контроль качества и юстировка объективов телескопических систем.

Качество объектива телеско­пической системы определяется пределом разрешения и качеством изображения точечного источника света. Пре­делом разрешения объектива называют наименьшее угло­вое расстояние между точками или линиями, которые объектив воспроизводит раздельно. Объективы телескопических систем имеют малое угловое поле зрения, поэтому качество изображения таких приборов контролируют в центре поля объектива. Короткофокусные объективы проверяют на оптической скамье, схема которой приве­дена на рис. 8. Контролируемый объектив 3 устанавли­вают в держатель, опорная плоскость которого перпен­дикулярна оси коллиматора 2, а посадочный диаметр соосен с оптической осью коллиматора. Диаметр линз коллиматорного объектива не должен быть меньше диа­метра зрачка входа проверяемого объектива, а фокусное расстояние коллиматора в 2—3 раза должно превышать фокусное расстояние испытуемого объектива.

Рис.8. Схема оптической скамьи для контроля объективов телескопических приборов.

Предел разрешения объектива определяют по изобра­жению штриховой миры 1.образованному контролируе­мым объективом и наблюдаемому в микроскоп 4.

Теоретический угловой предел разрешения объектива в радианах, определяемый дифракцией света, вычисляют по формуле

где — длина волны света в мм;

D — диаметр зрачка входа объектива в мм.

При наблюдении в зеленом свете (а = 0,56 нм) предел разрешения в угловых секундах

Вследствие остаточных аберраций и дефектов изго­товления и сборки реальный предел разрешения объективов составляет , где предел  вычислен по формуле .

Рис.9. Штриховая мира.

Для определения предела разрешения объектива в фокальную плоскость коллиматора устанавливают штриховую таблицу-миру (рис. 9) состоящую из черно-белых штрихов, нанесенных фотопутем  па стеклянной пластинке. Ширина штриха зависит от размера миры.

В качестве примера подберем миру для коллиматора с фокусным расстоянием = 2500 мм для испытания объектива гониометра со световым диаметром D = 50 мм и фокусным расстоянием = 400 мм.

Теоретический предел разрешения объектива . Этому углу в фокальной плоскости коллиматора соответствует рас­стояние между серединами штрихов

 мм,

где  в радианах; а — ширина штриха в мм.

По ГОСТ 624—69 находим, что такое значение ши­рины штриха имеется в мирах № 2 или № 3.

При определении предела разрешения объектива изображение миры, образуемое испытуемым объективом, рассматривают с помощью микроскопа 4 (рис. 8). Увели­чение микроскопа должно быть таким, чтобы расстояние между штрихами 25-го элемента в изображении миры было больше предела разрешения глаза, вооруженного, микроскопом. Апертура микрообъектива должна превы­шать апертуру испытуемого объектива. Изображение миры рассматривают от крупных штрихов к мелким. Послед­ний элемент, в котором раздельно различают штрихи всех четырех направлений, определяет предел разрешения объектива.

Предел разрешения объектива — число линий на 1 мм - рассчитывают по формуле

В угловой мере предел разрешения определяют как

где а — ширина штриха предельно разрешаемого эле­мента миры; — фокусное расстояние объектива; — фокусное расстояние коллиматора; коэффициент 206265 — число угловых секунд в одном радиане.

Кроме остаточных расчетных аберраций, на разрешаю­щую силу объектива оказывают влияние искажения изображения, возникающие из-за дефектов линз при их изготовлении и сборке. Влияние этих дефектов на качество изображения можно оценить по виду «дифракцион­ной точки» — изображения точечной диафрагмы, установленной в фокальной плоскости коллиматора. Диаметр отверстия точечной диафрагмы определяют по формуле

, где  в радианах.

ЛИТЕРАТУРА

1.  Малов А.Н., Законников Обработка деталей оптических приборов. Машиностроение, 2006. - 304 с.

2.  Бардин А.Н. Сборник и юстировка оптических приборов. Высшая школа, 2005. - 325с.

3.  Кривовяз Л.М., Пуряев Д.Т., Знаменская М.А. Практика оптической измерительной лаборатории. Машиностроение, 2004. - 333 с.