第三章__光学计

刘德明：光纤光学 华中科技大学·光电子工程
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光通信速率的不断提升
速率(Mb/s) 2 8 34 155 622 1.25 Gb/s 2.5 Gb/s 10 Gb/s 40 Gb/s 160 Gb/s 容纳电话(路） 30 120 480 1920 7680 15436 30720 122880 491520 1966080
远离截止条件为：
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EHιm模式(ι>0, q= 1): 导模截止
本征值方程: 上式可以简化为: Jl+1 /(UJl)=Kl+1/WKl
W
m个
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EHιm模式(ι>0, q= 1): 导模远离截止
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K1=n1k0 K2=n2k0
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模式分类的 q 参数
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§3.4.2模式本征值
n n
n
模式的本征值β可由U或W求得 在一般情况下由本征值方程求本征值很复杂, 只能利用计算机进行数值计算。 两种情形可很容易地确定本征值:
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波分复用技术的发展
1310nm/1550nm窗口的波分复用
仍用于接入网，但很少用于长距离传输
1550nm窗口的密集波分复用(DWDM)
可广泛用于长距离传输，用于建设全光网络
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可利用的波长资源
n n n n n n

用卧式光学计内侧装置测内螺纹环规中径简介MC008-JD2A投影卧式光学计特点1、采用腊屏新技术，附加读数放大镜、视场亮度匀称，象面清晰。

2、仪器精度高，测量数据稳定可靠。

3、一机两用，将投影光学计铳管取下装在机床上，可直接控制加工尺寸。

4、采用光学投影读数方法。

用途投影卧式光学计是精密光学机械长度的计量仪器。

它是利用标准量块与被测件相比较的方法来测量被测件外形微差尺寸，同时利用仪器所带的内测装置进行内尺寸的比较测量，是工厂计量室、检定站、制造工具、量具或加工精密零件的车间所常用的光学计量仪器。

参数仪器的测量范围（mm）：外尺寸：0~500，内尺寸：13.5~300 使用大测钩: 26.5~200 ，使用小测钩：13.5~26.5规格投影卧式光学计的主要规格：投影光学计的总放大倍数1650倍。

投影物镜的放大倍数18.75倍。

读数放大镜倍数 1.1倍。

光学机械放大倍数80 倍。

分划板分划值0.001mm 测量压力（N）2±0.2 ；零位调节范围±0.01mm ；投影卧式光学计管外径配合尺寸φ28h6 测量轴柱与测帽内径配合的外径尺寸φ6g6 ；外尺寸测量时仪器准确度：0.25μm ；外尺寸测量时的示值稳定性：0.1μm；内尺寸测量时的示值稳定性：0.5μm；测帽内径配合尺寸：φ6D 尾座与投影卧式光学计管配合的孔径φ28D；工作台活动范围：工作台垂直行程（mm）>100 工作台横向移动范围（mm）>25 工作台测微鼓分度值：0.01mm 工作台荷重(KG) >10 尾管微动各程范围：>1.5mm 仪器外形尺寸（mm）1000×370×620仪器重量（KG）80 我们改制卧式光学计内孔测量装置，使之用于内螺纹中径的测量，经过初步的测试和鉴定，这种测试方法，测得的结果比较稳定，和万能测长仪测得的结果比较接近(见附表)。

下面就这个内测量装置的改装及测试的计算方法说明如下。

第三章 形状和位置误差测量
概述
§3-1 直线度误差测量 §3-2 平面度误差测量 §3-3 圆度误差测量 §3-4 平行度误差测量 §3-5 垂直度误差测量 §3-6 同轴度误差测量 §3-7 误差分离法在行为误差测量中的应用
概述
第三章 形状和位置误差测量
四、形位误差的评定
形位误差用最小包容区域评定。最小包容区 域是包容实际被测要素且具有最小宽度或直径
(2)，读取第 一个示值△1。
(3)．依次移动反光镜，，从仪器上读取相应示值 △i 。由起点顺测到终点，再由终点返测到起始点， 将读数△i 记入表格。
（4）经数据处理求出直线度误差值。
测量实例
§3-1 直线度误差测量
第三章 形状和位置误差测量
yi yi1 ( yi1 yi2 ) ai
x
2 yi1 yi2 ai
§3-1 直线度误差测量
第三章 形状和位置误差测量
i0
ai 0
yi 0
y
1234567 0 +3 +2 -3 0 -4 +3 0 +3 +8 +10 +12 +10 +11
yi 2 yi1 yi2 ai
x
0
1
23
2）决定高点和低点的旋转量：在不出现大于最 高点或小于最低点的情况下，尽量减小平面度值， 若能判断符合某一准则，可列方程求旋转量。
３）按比例旋转，直至符合准则。
§3-2 平面度误差测量
第三章 形状和位置误差测量
应用举例： 对角线法求平面度：只要使对角上数值相等即可。
0 +2 +5
0 0 +1
+1 +5 0 +3 +1 +4

此性质可用于棱镜转像（降低安装要求）
证明：
从△O1O2M得：（不考虑符号）
2I1＝2I2＋β β＝2（I1－I2）
从△O1O2N得：
I1－I2＝α ∴β＝2α（与I1无关）
N

M
2、成一致像：右→左→右
Q
O1
I2
P
I2

A I1 I1
R
O2 Q1
图3-5 双平面镜对光线的变换
第二节 平行平板
棱镜的结构参数 在光路计算中，常要求出棱镜光轴长 度，即棱镜等效平板厚度L。设棱镜的口径为D，则棱镜 光轴长度L与口径D之间关系为：L＝KD 式中K取决于棱 镜的结构形式，与棱镜的大小无关，因此称为棱镜的结 构参数。
（二）几种典型棱镜的展开
１、直角棱镜
２、道威棱镜 ３、五角棱镜
４、等腰棱镜
５、半五角棱镜 ６、斯密特棱镜
Q
O1 B
P
R O2
A
图3-9 反射棱镜的主截面
一、反射棱镜的类型：
反射棱镜种类繁多，形状名异，大体上可分为简单 棱镜、屋脊棱镜、立方角锥棱镜和复合棱镜四类，下面 分别予以介绍。
（一）简单棱镜：
简单棱镜只有一个主截面，它所有的工作面都与主截 面垂直。根据反射面数的不同，又分为一次反射棱镜、二 次反射棱镜和三次反射棱镜。
第三章 平面与平面系统
平面光学元件的分类： 平面反射镜、平行平板、反射棱镜、折射棱镜、光楔。
平面光学元件的作用： 转像、光路转折、产生色散（用于光谱分析）等。
第一节 平面镜成像
一、单平面镜的成像特性：
1. 物、像大小相等，
位置对称于镜面，
成完善像。
l l, 1