1. На­строй­ка оп­ти­че­ской сис­те­мы.

Пре­ж­де чем при­сту­пить к вы­пол­не­нию ла­бо­ра­тор­ной ра­бо­ты, необходимо про­из­ве­сти про­вер­ку со­стоя­ния ус­та­нов­ки (цен­три­ров­ка и фо­ку­си­ров­ка). Для это­го при сня­той диа­фраг­ме 5, на­блю­дая изо­бра­же­ние ще­ли 3 в мик­ро­скоп, нужно убе­ди­ться в том, что при фо­ку­си­ров­ке мик­ро­ско­па изо­бра­же­ние ще­ли раз­мы­ва­ет­ся сим­мет­рич­но от­но­си­тель­но цен­тра по­ля оку­ля­ра; ус­та­но­ви­ть зо­наль­ную диа­фраг­му на ста­ни­ну и, от­крыв па­ру ще­лей в цен­тре, на­блю­дать в мик­ро­скоп рас­фо­ку­си­ров­ку «трой­ни­ков». Рас­фо­ку­си­ров­ка долж­на про­ис­хо­дить так­же сим­мет­рич­но. В слу­чае ес­ли про­ис­хо­дит сме­ще­ние ще­лей и «трой­ни­ков» не сим­мет­рич­но, на­строй­ку сис­те­мы про­из­во­ди­ть сле­дую­щим об­ра­зом:

1.1. На объ­ек­тив кол­ли­ма­то­ра и про­ве­ряе­мый объ­ек­тив на­тя­нуть пе­ре­кре­стие из тон­ких ни­тей, оп­ре­де­ляю­щих центр объ­ек­ти­ва и кол­ли­ма­то­ра.

1.2. Ус­та­но­ви­ть ла­зер ЛГ-56 на оп­ти­че­скую ска­мью, вклю­чи­ть его, под­виж­кой стой­ки ла­зе­ра вы­ве­сти луч на центр объ­ек­ти­ва кол­ли­ма­то­ра.

1.3. Раз­во­ро­том кол­ли­ма­то­ра со­вмес­ти­ть луч ла­зе­ра со ще­лью кол­ли­ма­то­ра.

1.4. Про­верить по­ло­же­ние объ­ек­ти­ва кол­ли­ма­то­ра, ес­ли его центр сме­стит­ся с лу­ча ла­зе­ра, про­из­ве­сти юс­ти­ров­ку па­рал­лель­ным сме­ще­ни­ем все­го кол­ли­ма­то­ра пер­пен­ди­ку­ляр­но оп­ти­че­ской оси.

1.5. Ес­ли луч ла­зе­ра по­па­да­ет на щель кол­ли­ма­то­ра, то юс­ти­ров­ку можно счи­та­ть за­кон­чен­ной. В слу­чае ес­ли луч не по­па­да­ет на щель, то юс­ти­ров­ку нужно про­из­ве­сти еще раз на­чи­ная с п. 1.3.

1.6. С по­мо­щью под­ви­жек ис­сле­дуе­мо­го объ­ек­ти­ва вы­ве­сти его центр на луч ла­зе­ра. Про­из­ве­сти точ­ную цен­тров­ку объ­ек­ти­ва. Для че­го ме­ж­ду объ­ек­ти­вом и кол­ли­ма­то­ром нужно по­мес­ти­ть плос­ко – па­рал­лель­ную пла­стин­ку под уг­лом 45. На­блю­дая че­рез пла­стин­ку бли­ки, от­ра­жен­ные от по­верх­но­сти про­ве­ряе­мо­го объ­ек­ти­ва, рас­по­ло­жи­ть на го­ри­зон­таль­ной ли­нии сим­мет­рич­но от­но­си­тель­но бли­ка, от­ра­жен­но­го от объ­ек­ти­ва мик­ро­ско­па (рис. 4.3), под­виж­ка­ми вин­тов рас­по­ло­жен­ных на оп­ра­ве про­ве­ряе­мо­го объ­ек­ти­ва.

Рис. 4.3. Бли­ки, на­блю­дае­мые че­рез плос­копа­рал­лель­ную пла­стин­ку, рас­по­ло­жен­ную под уг­лом 45

2. Из­ме­ре­ние по­пе­реч­ной сфе­ри­че­ской абер­ра­ции.

2.1. Сфо­ку­си­ровать оп­ти­че­скую сис­те­му. Кри­те­ри­ем фо­ку­си­ров­ки яв­ля­ет­ся чет­кое изо­бра­же­ние све­тя­щей­ся ли­нии, дос­ти­га­емое из­ме­не­ни­ем ши­ри­ны ще­ли со­глас­но ус­ло­вию формулы (4.1) и по­ло­же­нию мик­ро­ско­па.

2.2. Вы­б­рать зо­наль­ную диа­фраг­му со­глас­но ус­ло­вию (4.2) и ус­та­но­ви­ть ее в па­рал­лель­ном пуч­ке на ми­ни­маль­но воз­мож­ном рас­стоя­нии от плос­ко­сти вход­но­го зрач­ка ис­пы­туе­мо­го объ­ек­ти­ва пер­пен­ди­ку­ляр­но оп­ти­че­ской оси.

2.3. Ис­поль­зуя до­пол­ни­тель­ную пла­стин­ку с от­вер­стия­ми, ус­та­но­вить зо­наль­ную диа­фраг­му так, что­бы в цен­тре вход­но­го зрач­ка от­кры­лась па­ра ще­лей. При этом в мик­ро­скоп видно ди­фрак­ци­он­ное изо­бра­же­ние (трой­ник), об­ра­зо­ван­ное при про­хо­ж­де­нии уз­ко­го пуч­ка че­рез эту па­ру ще­лей (см. рис. 4.2).

2.4. За­крыв по­ло­ви­ну зо­наль­ной диа­фраг­мы не­про­зрач­ной пре­гра­дой, оп­ре­де­ли­ть по­ло­же­ние га­ус­со­вой плос­ко­сти. Для это­го, пе­ре­ме­щая мик­ро­скоп вдоль оп­ти­че­ской оси и од­но­вре­мен­но от­кры­вая со­от­вет­ст­вую­щие па­ры ще­лей в пре­де­лах цен­траль­ной об­лас­ти вход­но­го зрач­ка объ­ек­ти­ва (2-3 зо­ны), до­би­ться та­ко­го по­ло­же­ния мик­ро­ско­па, ко­гда при по­сле­до­ва­тель­ном пе­ре­ме­ще­нии ще­лей ди­фрак­ци­он­ная кар­ти­на бу­дет не­под­виж­на от­но­си­тель­но пе­ре­кре­стия оку­ляр­но­го мик­ро­мет­ра.

2.5. Пе­ре­ме­щая зо­наль­ные ще­ли в край­нее от цен­тра зрач­ка по­ло­же­ние до за­мет­но­го ис­ка­же­ния ди­фрак­ци­он­ной кар­ти­ны, оп­ре­де­ли­ть ко­ор­ди­на­ту край­не­го лу­ча m_max и из­мерить y'_max с по­мо­щью оку­ляр-мик­ро­мет­ра, на­во­дя его пе­ре­кре­стие на се­ре­ди­ну цен­траль­но­го мак­си­му­ма ди­фрак­ци­он­ной кар­ти­ны.

2.6. Сме­щая па­ру ще­лей от цен­тра зрач­ка по­сле­до­ва­тель­но с ша­гом d, про­ве­сти из­ме­ре­ния со­от­вет­ст­вую­щих по­ло­же­ний цен­траль­но­го мак­си­му­ма «трой­ни­ка» y' с по­мо­щью оку­лярмик­ро­мет­ра и за­не­сти ре­зуль­та­ты в таб­ли­цу для расчета поперечной сферической аберрации согласно указанному образцу. Из­ме­ре­ния про­во­ди­ть не ме­нее 3-5 раз.

j	m	y′i					y′срi	δy′		Δi
		1	2	3	4	5				1	2	3	4	5
0
1
n

Примечание: m_j=2dj; Δi=y′_i-y′_срi; δy′=(y′_срi- y′_ср0)M; где j – по­ло­же­ние диа­фраг­мы (от­счет от цен­тра вход­но­го зрач­ка); m_j=y_j – по­ло­же­ние зо­наль­ной диа­фраг­мы; y′_i – от­счет по­пе­реч­ной сфе­ри­че­ской абер­ра­ции по оку­ляр-мик­ро­мет­ру; δy′ – по­пе­реч­ная сфе­ри­че­ская абер­ра­ция; М – це­на де­ле­ния шка­лы мик­ро­ско­па.

2.7. Вы­чис­ли­ть δy′. Для этого нужно построить гра­фик абер­ра­ции σ′=f(δy′), по оси абс­цисс от­ло­жи­ть ве­ли­чи­ну δy′ в мас­шта­бе 200:1, ес­ли δy′≥0,05 мм, или в мас­шта­бе 500:1, ес­ли δy′<0,05 мм, по оси ор­ди­нат σ′ в мас­шта­бе, при ко­то­ром σ′ = 0,5 со­от­вет­ст­ву­ет 50 мм.

2.8. Вы­чис­ли­ть по­греш­ность из­ме­ре­ния Δδy′ со­глас­но формуле (6.3), используя таблицу для расчета поперечной сферической аберрации.

2.9. Оце­ни­ть ве­ли­чи­ну вол­но­вой абер­ра­ции ме­то­дом гра­фи­че­ско­го ин­тег­ри­ро­ва­ния и дать оцен­ку ка­че­ст­ва ис­сле­дуе­мо­го объ­ек­ти­ва, ис­поль­зуя кри­те­рий Ре­лея: .