Способ контроля амплитудно-фазовых объектов

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ, вкдюяаюший формирование интерферёнцйоннсЛ кар ,тины, фотоэлектрическую регистрац1аЮ нзыенения интенсивности интерференционной картины, измерение характеристик фототока и регистрацию интерференционной картины с временем экспозиаив 1 о т л и ч a ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона контропя« оценивают периоа фотогока Т , a время экс (Позиции выбирают из условия Т ikl/ ) гае k коэффициент, обратно прапор- f : ииональный допустимой погрешности измерений. /Г(г; (О ю 4 00 4аь

, SU„„1024814

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ддр 03 Н 1/04 дт»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Вт) Я (21 ) 3344 662/18«25 (22) 02.10,81 (46} 23.06;83. Бкщ. Ж 23 (72) В, И, Вензель, А. Ф. Коченгин, Н, Л. Роционов и П. A. Сергеев (53) 772.99(088.8) (56) 1, Бекетова А. К. и:др. Голографи-ческая интерфероме трия фазовых .объектов, Л., "Наука, 1979, с. 101.

2. В. J. Pernick, И. Kesselmqn.

Stabl ization of holographic recor" . ding systems vith intermitteut exposure control - "The Revien of scientific instruments", l972, ч. 43, N 4, -..Р 579-584 (протртип). (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ, включаю-. щий формирование интерференцйоннай кар, тины, фотоэаектрическую регистрацию %s менения интенсивности интерференционной . картины, измерение характеристик фото% тока н регистрацию интерференционной картины с временеы экспозиции 1» о тл и ч а ю шийся тем, что,. с целью расширения диапазона контроля, оценивают, периоа фототока Т а время экс-!

„. позиции выбирают иэ условия Т 4k4p, гае k коэффициент, обратно пропор- r циональный . допустимой погрешности измерений.! 102

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано для контроля амплитудно-фазовых объ ектов, например дпиннофокусных объективов, при их оптотехнических испытаниях .(интерферометрические, голографические методы, а также оценка фотографической разрешающей способности).

При оптотехнических испытаниях длиннофокусиых системах неизбежно влияние внешних воэмушений: термических воэдей - .. ствий, вибраций элементов установки на результат анализа, Внешние возмушения, имеюшие квазистационарный, случайный процесс, приводят к смазыванию интерференционной картины и иэображений .тестобъектов в процессе их фотографи ческой регистрации.

Известно, что условием;получения удовлетворительных результатов при контроле амплитудно-фазовых объектов является малое изменение амплитуды возмушений из времени анализа, например, при испытаниях интерферометрическим или голографическим методами, допустимое изменение разности хода за время регистрации не должно превышать Я /8 (где 9 - длина волны излучения). Поэтому сушествует проблема определения момента минимального воздействия внеш. них возмушений на результат анализа.

Известен способ контроля фазовых объектов, в котором используется принцип запуска импульсного источника в момент оптимальной настройки системы. Он заключается в формировании контрольного светового пучка, пропускаемого через анализируемый объект, и фокусировке его в плоскости диафрагмы, за которой устанавпивается фотоприемник. В рабочих условиях вследствие воздействия вибраций и тепловых воздушных потоков возникает сдвиг волнового фронта относительно начального положения, При этом сфокусированный пучок экранируется диафрагмой и не попадает на фотоприемник. В определенный момент времени, когда о тичео- кая система оказывается в положении оптимальной настройки, сфокусированный световой пучок проходит через отверстие диафрагмы и попадает .на фотоприемннк.

Сигнал от фотоприемника поступает в схему формирования запускаю ших импульсов, где увеличивается н подается на запуск генератора импульсов, вырабатывающего импульсы, подаваемые в блок питания импульсного ОКГ. При этом иэлу« чение импульсного ОКГ поступает в опти4874 2 ческую схему голографического интерферометра 1).

Однако данный способ предполагает на« личие импульсного ОКГ с длительностью

5 импульса, меньшей периода высокочастотной составляющей внешнего возмушения (10 с). другим недостатком способа является неконтролируемость колебаний элементов системы в направлении опти10 ческой оси, так как в этом случае сигнал фотоприемника меняться не будет.

Наиболее близким к изобретению тех ническим решением является способ кон1 роля амплитудно-фазовых объектов, вклю 5 чаюпшй формирование интерференционной картины, фотоэлектрическую регистрацию изменений интенсивности интерференционной картины, измерение характеристик фототока и регистрацяю интерференцион20 ной картины с временем экспозиции, При этом осушествляется выдача команд на выполнение серии экспонирований, каждое из которых прерывается, как только сдвиг интерференционной пспосы превышает на25 перед заданную величину. Обшее время экспонирования интерференционной картяны определяется как сумма времей. отдельных экспонирований (2 .

Однако известный способ применим тчытько в случае слабых, не превышаюших одну длину волны, фазовых изменений и неприменим, когда изменения.фазы составляют несколько длин волн.

Применение известного способа,яскпюче- .но для случая устранения влияния вибр цнй элементов оптической скамьи при измерении фотографической разрешающей спо собности длиннофокусных объективов. В ходе решения этой задачи возможна ситуация, когда изображение тест-объекта сдвинется относительно первоначального положения, но при этом будет подана команда на выполнение очередного из прерывающихся экспонирований. В результате произойдет смаз изображения тест45

11елью изобретения является расширение диапазона контроля.

Поставленная цель достигается тем, 50 что согласно способу контроля амплитудно-фазовых объектов, включающему формирование интерференционной картины, фотоэлектрическую регистрацию изменений интенсивности интерференционной картины, 55 измерение характеристик фототока и регистрацию интерференционной картины с временем экспозиции 1, оценивают период фототока Ч, а «при экспозиции вы3 102 бирают из условия T g kg где k - коэффициент, обратно пропорциональный допустимой погрешности измерений.

Суть изобретения заключается в том, что ре.итиэуется возможность осушествле- 5 ния экспозиции в моменты относительной устойчивости интерференционной картины.

На фиг. 1 приведена зависимость корреляционной функции от величины фототозиц на фиг. 2 - устройство, реализуюшее ð предлагаемый способ; на:фиг. 3 и 4осциллограммы двух реализаций колебаний интерференционной картины и импульсов зондирующего излучения соответственно. !5

На фиг. 1 приведены результаты измерения корреляционной функции величины фототока, значения которого могут рассматриваться как случайный процесс.

Корреляционная функция получалась из 20 серии реализаций, каждая иэ которых состояла из 6000 значений фототока с временным разрешением 1,25- 10 с. Из анализа приведенной функции следует, что существует высокая корреляция между 25 значениями фототока:. например, для вре« менного интервала 2 10 с коэффициентом корреляции составляет-0,97. Этот экспериментальный факт позволяет сделать вывод о воэможности предсказания ЗО последующего значения фототока с высокой вероятностью, т.е. оценивать его период, и, как следствие, осуществлять экспозицию при значительном предполагаемом периоде.)

Устройство, реализующее предлагае- мый способ, содержит (фиг, 2) непрерывный лазер 1, оптическую систему 2 формирования объектного пучка, зеркала

3-6 оптической системы формирования

40 интерференционной кар ины, диафрагму 7, 4874 4 фот детектор 8; компаратор 9, дифференцируюший усилитель 10, формирователь

11 переднего фронта, компаратор 12, схему совпадений 13, триггер пуска 14, одновибратор 15, .формирователь 16 заднего фронта, блок запуска 17, импульсный лазер 18. Контроль осуществляют следуюшим образом. В плоскости диафрагмы 7 прн помоши зеркал 3-6 оптической системы формирования интерференционной картины образуется картина интер-ференции опорного и объектного пучков.

В озмушения в объектной ветви приводят к изменению интенсивности на входе фотодетектора.

Когда уровень сигнала на выходе фотодетектора превысит порог срабатывания компаратора 9, задаваемый коэффициентом k, формирователь 11 переднего фронта сформирует короткий импульс, поступающий на схему совпадений 13.

Если в этот момент уровень сигнала на выходе дифференцируюшего усилителя 10 меньше порога срабатывания компаратцра

12 и на выходе триггера пуска 14 есть высокий потенциал (нажата кнопка впуск ), то запускается одновибратор 15 и блок запуска 17, включающий импульсный лазер 18. По заднему фронту одновибратора 15 срабатывает формирователь

1 6 заднего фронта, сбрасываюший трит гер пучка 14 в исходное состояние.

Использование изобретения значительно повысит точность контроля амплитудно-фазовых объектов в условиях воздействия квазистационарных случайных возмушений, представляющих собой комплекс-. ное воздействие вибраций произвольных направлений и тепловых воздушных потоков, При этом снижаются требования виброзащишенности установок.

1024784

1024874

Составитель В. Аджалов

Редактор- B. Иванова Техред цлалекорей Корректор С.Шекмар

Заказ 4391/43 Тираж 473 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Филиал ППП Патент, т . Ужгород, ул. ПРоектнаЯ, 4