核心概念：光圈 (N) 与局部光圈 (ΔN)
首先，我们先来介绍一下光圈 (N) 与局部光圈 (ΔN)的含义。
它们描述的是光学表面与参考表面（通常为理想设计球面）的偏差，通常通过光学干涉仪进行测量。
1、光圈 (N) —— 表征整体曲率偏差
定义：光圈数 N 表示被检光学表面与参考球面在直径方向上产生的最大干涉条纹数（俗称“光圈数”）。
物理意义：它反映的是被测面与参考面之间的曲率半径偏差。
N = 0：完美匹配，曲率半径完全相同。
N > 0, 或称为 “高光圈”，当轻压被测件中心时，干涉条纹从中心向边缘移动。想象一下，将一个“更弯”的凸面放在一个“较平”的参考球面上，中心先接触，边缘悬空，中心空气隙更厚。
对应的曲率关系：被测表面的曲率半径小于参考球面的曲率半径（即被测面“更弯”），或者等效地说，被测表面的曲率大于参考球面的曲率。
N < 0, 或称为 “低光圈”，当轻压被测件中心时，干涉条纹从边缘向中心移动。想象一下，将一个“更平”的凸面放在一个“较弯”的参考球面上，边缘先接触，中心悬空。
对应的曲率关系：被测表面的曲率半径大于参考球面的曲率半径（即被测面“更平”），或者等效地说，被测表面的曲率小于参考球面的曲率。
一个关键原则是：N 描述的是整个通光口径内的系统性偏差，可以简单理解为“球面度”不对。
计算公式：在单色光（如氦氖激光 λ=632.8nm）照射下， N = ΔR / (λ/2)，其中 ΔR 是中心到边缘的最大矢高差。更直观地，N = (Δh) / (λ/2)，Δh 为被测面与参考面在直径方向的最大空气隙厚度差。
图纸标注示例：N = 5 或 N = 0.5。数值越小，要求曲率匹配越精确。
2. 局部光圈 (ΔN)——表征面型不规则度
定义：局部光圈 ΔN 表示在被检光学表面任意一个局部范围，通常规定为直径约1/3口径或30%口径的区域内，干涉条纹的不规则程度。它等于该局部区域内最大与最小条纹数（或矢高偏差）之差。
物理意义：它反映的是被测面偏离理想球面的不规则程度，即面型的“光滑度”或“局部缺陷”。这是控制像散、彗差等像差、特别是散射和热点问题的关键。
ΔN = 0：表面是完美的球面（或平面）。
ΔN > 0：表面存在局部隆起（“丘”）、凹陷（“坑”）、边缘翘曲（“塌边”或“翘边”）或像鸡蛋状的椭圆形（像散）等不规则形状。
计算公式：ΔN = |N_max - N_min|（在任一局部区域内）。
图纸标注示例：ΔN = 0.5 或 ΔN = 0.1。数值越小，要求面型越光滑、越规则。
对应的主要标准
光学加工领域有成熟的国家和国际标准，规定了 N 和 ΔN 的检测方法、公差定义和表示符号。
1. 中国国家标准 (GB/T)
核心标准：GB/T 2831-2009 《光学零件的面形偏差 检验方法（光圈识别）》。
这是国内最权威、最常用的标准。它详细定义了：
光圈数 N：标准光圈、低光圈、高光圈；
局部误差：像散偏差（Δ₁N）、局部偏差（Δ₂N）——这两者共同构成了局部光圈 ΔN 的评定基础。
在国标的图纸上通常直接标注为 N 和 ΔN。
2. 国际标准 (ISO)
核心标准：ISO 10110-5 《光学和光子学 图纸准备 第5部分：表面形状公差》。
这是国际通行的标准，在出口图纸和国际化项目中广泛应用。
国际标准的图纸上，表示方法不同：它以分数形式标注，例如 2/ (0.1)。
2：表示最大允许的峰-谷 (PV) 像差，单位为干涉条纹（fringes）。1个条纹对应 λ/2 的光程差。2 就代表 PV 值不超过 1λ (对于 λ=632.8nm，即 ~0.95μm)。这个值大致对应或严于光圈数 N 的要求。
0.1：表示最大允许的均方根 (RMS) 像差，单位为干涉条纹。0.1 代表 RMS 值不超过 0.05λ (~31.6nm)。这个值比 ΔN 更严格、更科学，因为它统计了整个口径内的不规则度，而 ΔN 只关注最差局部区域。ΔN 可以近似看作对 RMS 值的一个保守控制。
关系：ISO 的 PV 要求 ≈ 国标控制整体弯曲 (类似N)；ISO 的RMS 要求 ≈ 国标控制局部不规则度 (类似但严于ΔN)。
工程应用要点与选择
1. 光圈 (N) 与局部光圈 (ΔN)的管控标准
对于不同的应用场景，透镜的精度要求不同，光圈 (N) 与局部光圈 (ΔN)的管控标准也不一样。
普通成像镜头：N 通常控制在 1-5 个光圈，ΔN 控制在 0.1-0.5。
高精度平面、球面（如激光系统、干涉仪标准镜）：N 要求 <0.5 甚至 <0.1，ΔN 要求 <0.05 或更高。
非球面/自由曲面：通常不直接用 N/ΔN 评价，而用 PV 和 RMS，或相对于设计面的偏差等高线图。
2. 检测解读
看干涉图时，先看整体条纹弯曲度（估算N），再看条纹的局部弯曲、扭曲或断裂（判断ΔN）。
“牛顿环”是经典的检测方法，但现代生产主要使用数字相位干涉仪，可直接给出 PV、RMS 和面形图。
3. 对系统性能的影响
N 偏差过大：主要引入离焦，但可以通过系统调焦部分补偿。在定焦系统或涉及多重成像的系统中影响较大。
ΔN 偏差过大：直接导致波前误差，降低系统的分辨率和对比度（MTF），增加散射光，形成鬼像或热点。对于衍射极限系统（如光刻物镜、天文望远镜），ΔN（或RMS）是生死线。
4. 标准选择建议
国内项目：使用 GB/T 2831，标注 N 和 ΔN。
国际项目或高水平研发：推荐使用 ISO 10110-5 的 PV / RMS 标注法，信息更精确，与国际接轨。
另外，在图纸上，除了标注公差值，务必注明检测波长（如λ=632.8nm）。
为了更直观的理解对比光圈 (N) 与局部光圈 (ΔN)，整理如下表格给小伙伴们参考：