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角錐棱鏡角度誤差測量

一、角錐棱鏡的光學(xué)原理

進(jìn)入角錐的一束平行光線，經(jīng)三個直角面的兩兩反射后，將分成由不同反射次序所決定的六束光線，只要角錐棱鏡是理想的，則此六束光線都將與原入射光線嚴(yán)格平行且反向，即反射光將沿原入射光原路返回。這里所謂的“理想”角錐棱鏡，除材料必須均勻且各向同性之外，直角面的平面度及直角面之間的 90°夾角都必須保證。

二、測量角度經(jīng)典光學(xué)方法以及局限性

光學(xué)測角方法由于具有非接觸、高準(zhǔn)確度和高靈敏度的特點(diǎn)而倍受人們的重視，尤其是穩(wěn)定的激光光源的發(fā)展使工業(yè)現(xiàn)場測量成為可能，因此使光學(xué)測角法的應(yīng)用越來越廣泛，各種新的光學(xué)測角方法也應(yīng)運(yùn)而生。

（一）在高精自準(zhǔn)直儀上批量檢測角錐棱鏡角偏差

自準(zhǔn)直法就是在光學(xué)上使物體和像分別位于共軛面上。當(dāng)物體發(fā)生轉(zhuǎn)動時，物體在像面上所成得到像點(diǎn)也隨之發(fā)生移動，以光束投射到被測物體上，通過測量像點(diǎn)的移動量便可以求出物體轉(zhuǎn)動角度。

自準(zhǔn)直法原理簡單，操作方便，然而測量的分辨率與焦距有關(guān)，如果需要較高分辨率勢必會造成儀器笨重以及所占空間增大的問題。

（二）光學(xué)內(nèi)反射法

光從光密介質(zhì)轉(zhuǎn)到光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角大于臨界角時，會發(fā)生全反射現(xiàn)象，從而造成反射光強(qiáng)度的變化，利用全反射條件下，入射角度變化時反射光強(qiáng)的變化關(guān)系來測量入射角的變化。

此方法可以實(shí)現(xiàn)高精度測量，但測量范圍較小，只能對小角度進(jìn)行測量。為了解決以上問題，激光干涉法橫空出世，在高精度測量角度的同時，保證了測量儀器的小巧以及占用空間的減少。

三、數(shù)字波面干涉儀測量元件角度偏差

測試光束經(jīng)過角錐后，光線原路返回，若角錐棱鏡的三個二面角不存在誤差時，出射光線與入射光線嚴(yán)格平行，反射光生成六束平面波且在同一平面內(nèi)，而當(dāng)存在誤差時，六束平面波將不再同一平面，而是相互有一定夾角。該夾角經(jīng)過軟件的算法可以計算得到。

測量結(jié)果中，1-6區(qū)為平行光進(jìn)入角錐后的反射光，，將角錐分為6個區(qū)域，通過計算反射回來的平面波面之間的平面夾角，可以間接計算出各區(qū)域之間的偏離角。而1-2或4-5偏差等部分則說明了角錐三個面之間的夾角。

角錐棱鏡角度誤差測量

一、角錐棱鏡的光學(xué)原理

二、測量角度經(jīng)典光學(xué)方法以及局限性

（一）在高精自準(zhǔn)直儀上批量檢測角錐棱鏡角偏差

（二）光學(xué)內(nèi)反射法

三、數(shù)字波面干涉儀測量元件角度偏差

一、角錐棱鏡的光學(xué)原理

二、測量角度經(jīng)典光學(xué)方法以及局限性

三、數(shù)字波面干涉儀測量元件角度偏差