望远系统分辨率测量方法及步骤

1.分辨率图案

要直接用人工方法获取两个非常靠近的非相干点光源作为检验光学系统分辨率的目标物是比较困难的，因此，通常采用由不同粗细的黑白线条组成的人工特制图案或实物标本作为目标物来检验光学系统的分辨率。

由于各类光学系统的用途不同，工作条件不同，要求不同，所以设计制作的分辨率图案在形式上也很不一样，图3−32所示为几种比较典型的生产中常用的分辨率图案。

下面以图3−32（a）所示的我国目前应用的JB/T 9328—1999国家专业标准分辨率图案为例，介绍其设计计算方法。

图3−32　四种分辨率图案

（a）国家专业标准分辨率图案；（b）国家专业标准分辨率图案单元线条；（c）辐射式分辨率图案；（d）实际仍在使用的分辨率图案

（1）线条宽度。黑（白）线条的宽度P按等比级数规律依次递减：

式中，P0=160μm（A1号板第1单元线宽）；；n=85（85是最大值，n是1～85个单元中任何一单元数）。

实际图案上的线条宽度按式（3−66）计算后只保留三位数，如表3−7所示。

表3−7　实际图案上的线条宽度

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（2）分组。将85种不同宽度的分辨率线条分成7个组，通常称为1号到7号板，即A1～A7分辨率板。每号分辨率板包含25种不同宽度的分辨率线条；同一宽度的分辨率线条又按四个不同的方向排列构成一个“单元”，如图3−32（a）、（b）所示。对A1～A5号板，每号板内的第13～25单元分别与下一号板内的第1～13单元相同，即相邻两号分辨率图案之间有一半单元是彼此重复的，如图3−33所示。A5和A7号板也有半单元是重复的，A6号板与前后相邻A5、A7号分辨率板的关系略有不同，A6的第1～20单元与A5的第6～25单元的线宽相同，A6的第8～25单元与A7的第1～18单元的线宽相同。A7的25单元的线宽最小，为1.25μm。每号板内从第1～25单元是由外向内按顺时针方向旋转排列的，即每号板的中心都是第25单元。

图3−33　分辨率图案单元重复关系示意图

（3）计算举例。试计算第3号（A3）分辨率板中的第13单元的线条宽度P、相邻两黑（或白）线条的中心距σ和每毫米的线对数N0。

由分组规律知道，A3板第13单元就是总共85个单元中的第37单元，即n=37。将此值代入式（3−66）得

一般情况下可按表3−7查出不同号数、不同单元的分辨率线条的数据。

2.望远系统分辨率的测量

在光具座上测量望远系统分辨率时的光路安排与星点检验时类同，只是将星孔板换成分辨率板并增加一块毛玻璃而已，如图3−34所示。对前置镜的要求也与星点检验时相同。测量时，从线条宽度大的单元向线条宽度小的单元顺序观察，找出四个方向的线条都能分辨开的所有单元中单元号最大的那个单元（简称刚能分辨的单元）。根据此单元号和分辨率板号，由表3−7查出该单元的线条宽度P，再根据平行光管的焦距，由下式即可求出被测望远系统的分辨率：

图3−34　测量望远系统分辨率装置简图

由于望远系统的视场通常很小，一般只测量视场中心的分辨率，所以测量时应注意将分辨率图案的像调整到视场中心。