GB/T 2831-2009 光学零件的面形偏差 GB/T2831-2009 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS37.020
中华人民共和国国家标准
GB/T2831—2009
代替GB/T2831-1981
光学零件的面形偏差
Surfaceformdeviationofopticalelements(ISO 10110-5:2007,Optics and photonicsPreparation of drawings for optical elements and systems-Part5:Surfaceform tolerances,NEQ)2009-11-15发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2010-02-01实施
GB/T2831—2009
规范性引用文件
术语和定义
面形偏差的公差规定
标注方法
6公差标注示例
检验方法
附录A（规范性附录）
附录B（资料性附录）
附录C (资料性附录）
附录D（资料性附录）
参考文献
弧矢偏差的公差与曲率半径公差间的换算光圈度量
使用干涉仪判读不规则干涉条纹PV值、rms值及Power值与其他参数的关系5
GB/T2831-—2009
本标准对应ISO10110-52007《光学和光子学光学零件和光学系统图样
第5部分：面形公差》，
与ISO10110-5：2007的一致性程度为非等效。本标准与IS010110-5：2007的主要差异：删除国际标准的序言和前言；
增加了术语和定义；
——增加了光圈识别检验方法；增加了面形偏差的未注公差规定；一增加了不规则干涉条纹判读及有关数字干涉条纹解析内容。本标准代替GB/T2831一1981《光学零件面形偏差的检验方法（光圈识别法）》，本标准与GB/T2831—1981的主要差异为：修改了标准名称；
增加了术语和定义，明确了PV值及rms值的定义；增加了面形偏差的公差的单位规定；增加了面形偏差的画图表示，并修改了面形偏差的表示方法及表示位置；增加了未注公差的标注规定；
一增加了数字化PV值及rms值的测量问题；将换算公式、光圈识别方法放人附录A和附录B；增加了不规则干涉条纹判读及数字干涉条纹解析，并将其内容放人附录C。本标准的附录A是规范性附录，附录B、附录C和附录D是资料性附录。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国光学和光子学标准化技术委员会（SAC/TC103)归口。本标准负责起草单位：宁波永新光学股份有限公司、上海光学精密机械研究所、上海理工大学、凤凰光学集团有限公司、江南永新光学有限公司、苏州一光仪器有限公司。本标准参加起草单位：浙江舜宇集团股份有限公司、宁波华光精密仪器有限公司、宁波市教学仪器有限公司、麦克奥迪实业集团有限公司、贵阳新天光电科技有限公司、梧州奥卡光学仪器公司、南京东利来光电实业有限公司。
本标准主要起草人：曾丽珠、徐德衔、章慧贤、冯琼辉、邪子刚。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：—GB/T2831-1981。
1范围
光学零件的面形偏差
本标准规定了光学零部件面形偏差的术语和定义、公差及检验方法。GB/T28312009
本标准适用于使用光学样板的等厚干涉方法及干涉仪方法检验光学零部件的面形偏差2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T13323光学制图（GB/T13323—2009,IS010110-1:2006,Opticsandphotonics—Prepara-tionof drawingsforoptical elements and systems-Part1:General,NEQ)3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
面形偏差surfaceformdeviation被测光学表面相对于参考光学表面的偏差注：在用样板检测的圆形检验范围内，面形偏差是通过垂直位置所观察到的干涉条纹（通称光圈）的数目、形状、变化和颜色来确定。
峰谷值peak-to-valley（PV）value两面之间的最大距离减去最小距离，简称PV值。3.3
unitof fringespacing
条纹间隔单位
一个条纹间隔的面形偏差等于1/2波长。3.4
总表面偏差状态
totalsurfacedeviationfunction实际表面和所期望的理论表面之差所规定的理论表面。3.5
approximatingspherical surface近似球面
总面形偏差均方差为最小值的球面。3.6
sagittalerror
弧失偏差
近似球面和平面之间的PV值。
不规则性状态
irregularityfunction
总面形偏差状态和近似球面之差所规定的理论表面。1
GB/T2831—2009
不规则性irregularity
不规则性状态与最接近它的平面之间的PV值。注：对于一个名义上的球面，不规则性表示偏离于这个球面的程度，对于一个非球面，不规则性表示总面形偏差状态偏离于这个非球面度的部分。3.9
approximatingasphericsurface近似非球面
对于不规则性状态均方差是一个最小值的旋转对称表面。3.10
Erottionallysystemetricirregularity旋转对称不规则性
近似球面与最佳接近球面的平面之间的峰谷值（PV值）。注：旋转对称不规则性是由不规则性的旋转对称部分规定的，其值不得超过不规则性。3.11
总面形偏差均方差
totalrmsdeviation
被测光学表面与所期望的理论表面之间的均方差（rms）值。没有减去任何类型的面形偏差。3.12
不规则性均方差
rms irregularity
按3.7的不规则性状态均方差值。3.13
非对称性均方差
rms asymmetry
不规则状态与近似非球面之间差值的均方差值。3.14
光圈正负号Positive（High）andNegative（Low）signsofnewtonrings在用样板检验的圆形检验范围内，当被测光学表面相对于参考光学表面中间接触时，规定高光圈（凸）为正；边缘接触时，规定低光圈（凹）为负。3.15
astigmatismdeviationof newtonrings像散偏差
被测光学表面相对于参考光学表面在两个相互垂直方向上产生的光圈数不等所对应的偏差。3.16
局部偏差irregularitydeviationofnewtonrings被测光学表面相对于参考光学表面在任一方向上产生的干涉条纹的局部不规则性程度。4面形偏差的公差规定
4.1总则
4.1.1面形偏差的公差由最大可允许弧失偏差值、不规则性和旋转对称不规则性表示。另外，还可以用测量面形偏差的3项均方差rms的公差（总面形偏差均方差，RMSt；不规则性均方差，RMSi；非对称性均方差，RMSa)表示
4.1.2在用样板检验时，面形偏差的公差包括3项：a）被测光学表面相对于参考光学表面的曲率半径偏差所对应的光圈数用N表示；b）像散偏差对应光圈数用A,N表示；2
c）局部偏差所对应的光圈数用A,N表示。GB/T2831—2009
4.1.3在用数字干涉仪检验时，PV值和rms值仅仅在实际的检验区域内计算给出。其表达形式见附录D。
4.2单位
弧失偏差值、不规则性和旋转对称不规则性的最大可允许误差，规定以条纹间隔或以纳米（nm）为单位。
若面形偏差检验是由人射光与反射光干涉方法进行，则光的半波长的面形偏差产生1个波长的波前差，形成干涉图的不同明暗度。从1个亮环到另一个亮环或从1个暗环到另一个暗环为1个条纹间隔。条纹间隔并不表示条纹的横向距离，实际干涉图上可见的干涉条纹相当于波前差的波长数。若技术要求是用一个或几个rms值偏差类型给出，也应以条纹间隔或纳米（nm）为单位。注1：实际上规定1个干涉条纹间隔即1/2个波长（波长单位为纳米）。注2：应用rms类型的公差值需要对光学系统用数字干涉分析方法给出。4.3波长
除非另有规定，以汞绿色谱线（e线）为参考波长，入=546.07nm。注1：规定可以从一种标准波长转换到另一种波长，见式（1)：N-N,X(/入2)
式中：
Nz——波长入2的条纹间隔数；
Na,—波长入的条纹间隔数。
4.4未注公差
..（1)
光学零件的产品图样上未标注面形偏差公差时，其表面应符合表1规定的一般面形偏差要求。当零件的面形偏差要求高于或低于面形偏差未注公差时，均应在零件的产品图样上予以标注。表1面形偏差未注公差
光学零件最大尺寸范围/mm
一般面形偏差未注公差，条纹数注：表中的公差标注法，见5.1、5.2。<10
4.5弧矢偏差的公差与曲率半径公差间的换算遵照附录A的规定。
5标注方法
5.1标识
30~100
3/10(2)
（所有30）
100~300
3/10(2)
（所有@60）
面形偏差的公差的完整标识由代号“3”、斜杠“/”和最大可允许弧失偏差、不规则性及旋转对称不规则性或合适的rms值偏差类型构成。5.2标注构成
面形偏差的公差的标注构成采用下列3种形式之一：3/A(B/C);
3/A（B/C）RMSx3/-RMSxa）A值表示下列情况之一：
最大可允许的弧矢偏差，以纳米(nm）、条纹间隔或光圈数表示；3
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一以长划线“一”表示总的曲率半径公差由曲率大小尺寸给出（不适用于平面表面）。b）B值表示下列情况之一：
以纳米（nm）或条纹间隔表示的最大可充许的不规则性值，或对应的以像散偏差表示的光圈数；
以“二”表示未给出的不规则性公差。c）C值是以纳米（nm）或条纹间隔表示的可允许的旋转对称不规则性或局部偏差表示的光圈数，如没有该公差，就写成3/A(B)。如对于3种偏差类型都没有公差要求，则写成3/一。d）D值是可允许的以字母x分类的rms最大规定值，x为其中t,i或a之一。允许规定多于一个类型的rms面形偏差的公差技术要求，并应在图样技术要求中用分号分开表示。如第6章中的示例5。
所示的面形偏差的公差都是指光学有效面积，如特指光学有效面积内的特殊较小区域，该检验范围的直径应附上所容许的范围更表示，如下所示：3/A（B/C）RMSx面形偏差的公差按GB/T13323的规定，注写在产品图样专用表格的面形偏差栏中，或将需标注表面用指引线引出后注明，并与中心偏公差及表面疵病公差以序排列，或在技术要求中说明。除非另有规定，对于两个或多个光学零件的胶合件（或光胶件），对单个光学零件规定的面形偏差的公差也适用于光学胶合件（即胶合后或光胶后）的面形偏差的公差6公差标注示例
6.1专用表格标注
面形偏差的公差按GB/T13323的规定标注在产品图样的面形偏差栏中。示例1：
3/3(1)
弧失偏差的公差是3个条纹间隔；不规则性不超过1个条纹间隔示例2：
3/5(-)RMSi<0.05
弧失偏差的公差是5个条纹间隔；未要求不规则性或旋转对称不规则性；不规则性均方差小于0.05条纹间隔。示例3：
3/3（1/0.5）；入=632.8nm（全部@20）弧矢偏差的公差是3个条纹间隔；总的不规则性不超过1个条纹间隔；旋转对称不规则性不超过0.5个条纹间隔；条纹间隔以波长入为632.8nm度量；所有公差都适用于20mm范围内的检验区域。示例4：
3/—(1)
不要求弧失偏差；曲率半径公差由曲率半径表示；所有的不规则性不超过1个条纹间隔。示例5：
3/-RMSt<0.07;RMSa<0.035;405nm弧失偏差、不规则性或旋转对称不规则性都没有公差要求；曲率半径公差由曲率半径给出；与所期望的理论表面比较时，总面形偏差均方差小于0.07个条纹间隔，非对称性均方差小于0.035个条纹间隔。所有面形偏差的条纹间隔以波长入为405nm度量。
示例6：
3/600nm（300m/150nm）（全部@20）4
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孤矢偏差的公差是600nm；不规则性公差小于300nm；旋转对称不规则性公差小于150nm；所有公差都适用于@20mm范围内的检验区域。
6.2引出标注
见图1。
3/3(1)
图1弧矢偏差的公差3个条纹间隔，不规则性不超过1个条纹间隔7检验方法
7.1光圈识别法
7.1.1检验工具
光学样板。
7.1.2检验条件
a）计算标准光圈数的参考波长按4.3。b）最好采用单色光照明，在一般情况下，可用白光照明。此时应用同种颜色来评定光圈。e）
在确定光圈数时，如条件限制，不能在垂直位置进行观察时，应按式（2）校正光圈数N。N=
式中：
N——垂直位置观察时的光圈数；N
N'——与垂直方向成倾角α时所观察到的光圈数。0.707~1.4。bzxz.net
如N=1，cosα=45°则N=
7.1.3正负（高低）光圈的识别
一般情况下高低光圈的识别
负（低）光圈：当空气隙缩小时，条纹从边缘向中心移动，如图2a）。正（高）光圈：当空气隙缩小时，条纹从中心向边缘移动，如图2b）。b）光圈数少时高低光圈的识别
负（低）光圈：当空气隙缩小时，条纹弯曲方向和移动方向，如图3a）。正（高）光圈：当空气隙缩小时，条纹弯曲方向和移动方向，如图3b）。c）在白光下观测时，也可按光圈颜色的序列来识别正负（高低）光圈负（低）光圈：从中心到边缘的颜色序列为“蓝、红、黄”等，如图4a）所示。正（高）光圈：从中心到边缘的颜色序列为“黄、红、蓝”等，如图4b)所示。·（2）
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注：P为加力方向和加力点，d表示条纹移动方向图2
高低光圈的识别
注，P为加力方向和加力点，d表示条致移动方向。d
图3光圈数少时高低光圈的识别
图4按光圈颜色的序列来识别高低光圈7.1.4光圈的度量
光圈数N的度量一般以目视估读有效检验范围内的光圈数确定，对精度不高时，也可根据干涉色度量,见附录 B。
7.2干涉图观察法
7.2、1检验工具
球面干涉仪、平面干涉仪。
7.2.2检验条件
a）仪器参考波长一般为633nm，按4.3计算实际条纹数；b）仪器应置于防震动工作台上。7.2.3检验方法及判定
遵照附录C的规定。
7.3数字波面干涉测量法
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多项式描述表（波）面的
为一种试验、分析方法，用于PV值及rms值等相关参数，见附录DGB/T2831—2009
换算公式：
附录A
（规范性附录）
弧矢偏差的公差与曲率半径公差间的换算最大可允许的条纹数相应于曲率半径公差的换算，由式（A1)和式（A2)给出：因△R/R是一个小量，
N~(2AR/>)(1-[d/(2R)）
若d/R也是一个小量，此式可近似写成：N~[d/(2R)J×(△R/a)
式中：
R-—曲率半径，单位为毫米(mm)；△R-曲率半径公差值，单位为毫米（mm）；d——被测区域的直径，单位为毫米(mm)；入—波长，单位为纳米（nm)（一般指波长为546.07nm）。8
.....A.1)
......(A2)
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