朗奇检验法是评价和测量一个光学系统像差的最简单、最有效的方法之一。该方法的步骤是将低频衍射光栅(小于50线对/mm)置于被检验透镜焦点附近,由产生的不同衍射级次之间的干涉条纹形状来评定透镜的质量。朗奇检验的特点是简单,快速,成本低,不受被检验元件口径限制。光学界将这种光栅检验方法命名为“朗奇检验”,这种光栅成为“朗奇光栅”,所得到的检验图形称为“朗奇图形”。以下介绍其几何原理。
二、几何原理
朗奇检验法实际上是直接测量横向像差TA的方法,如图1所示。其何原理是把条纹看做是光栅的阴影。被检光学系统出射光瞳上的波像差为:
将上式改为通用形式,可得:
式中,r为出射光瞳或者被测试的表面到朗奇光栅的距离。
如果光栅的离焦量比较小,则该距离可以近似地表示为波前的曲率半径。因此,假定一个朗奇光栅的刻线间距为d,则通常可以式(3)表示第m个条纹的点(x,y):
其中,假定朗奇光栅刻线与y轴之间的夹角为φ,如图2示。
图1 朗奇检验法
图2 波前和光栅刻线的方向关系
1.离焦:
图3 带离焦的朗奇图样:a)焦点外部,b)焦点上,c)焦点内部
2.球差:
图4 带球差的朗奇图 a)近轴焦点 b)近轴和边缘焦点之间
c)边缘焦点 d)焦点之外
3.彗差:
图5 具有彗差的朗奇图