Интерферометр для контроля формы выпуклых поверхностей линз большого диаметра

 

ИНТЕРФЕЮМЕТР ДЛЯ КОНТЮЛЯ ФОРМЫ ВЫПУКЛЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЛИНЗ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, содержащий осветитель , компенсатор, устанавливаемый со стороны неконтролируемой поверхности линзы, жидкостную линзу, предназначенную для заполнения пространства между компенсаторм и неконтролируемой поверхностью линзы, и регистратор интерференционной картины, оптически сопряженный с осветителем, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности контроля и расширения диапазона контролируемых параметров, он снабжен оптическим элементом , выполненным в виде двояковогнутой линзы с зталонными поверхностями, радиусы кривизны которых не равны друг другу, компенсатор выполнен в виде двояковогнутой линзы , на одну из поверхностей которой нанесено отражающее покрытие, осветитель устанавливается со стороны контролируемой поверхности линзы, оптический адемент размещается между осветителем и контролируемой поверхностью линзы соосно, линзе с возможностью переворота на 180° в плоскости, проходящей-через оптическую ось линзы, и ориеитируется так, что обращенные друг к Другу контролируемая и одна из эталонных поверхностей располагаются концеш адчно, а компенсатор установлен (Л с возможностью перемещения вдоль (ттнческой оси линзы ориентирован так, что его поверхс: ность, противоположная той, на которую нане-. сено отражающее покрытие, обращена R жидкостной линзе, вьшолненной с возможностью изменения толщины.

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 594!8 A

ЗЮВ. 01 В 0

«Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

« . Ъ °

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р « " -с«« * . «

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3491961/25-28 (22) 16.09.82 (46) 07.1.2.83. Бюл. N 45 (72) О. Н. Фомин, Д. Т. Пуряев, В. А. Горшков, Е. И. Лоэбенев, В. А. Лихачев и С. К.Мамонов1 (53) 531.715.1 (088.8) (56) 1. Коломийцев Ю. В. Интерферометры.

Л., "Машиностроение", .1976, с. 204 — 205.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 890067, кл. Q 01 В 9/02, 1981 (прототип). (54) (57) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ФОРМЫ ВЪ1ПУКЛЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЛИНЗ

БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА, содержащий осветитель, компенсатор, устанавливаемый со стороны неконтролируемой поверхности линзы, жидкостную линзу, предназначенную для заполнения пространства между компенсаторм и неконтро« лируемой поверхностью линзы, и регистратор интерференционной картины, оптически сопряженный с осветителем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности контроля н расширения диапазона контролируемых параметров, он снабжен оптическим элементом, выполненным в виде двояковогнутой линзы с эталонными поверхностями, радиусы кривизны которых не равны друт другу, компенсатор выполнен в виде двояковогнутой линзы, на одну из поверхностей которой нанесено отражающее покрытие, осветитель устанавливается са стороны контролируемой поверхности линзы, оптический элемент размещается между осветителем и контролируемой поверхностью линзы соосно, линзе с возможностью переворота на 180 в плоскости, проходящей.через оптическую ось линзы, и ориентируется так, что обращенные друт к друту контролируемая н одна из эталонных поверхностей располагаются концентрично, а коми установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси линзы,и ориентирован так, что его поверхность, противоположная той, на которую нане-, сено отражающее покрытие, обращена к жидкостной линзе, выполненной с возможностью изменения толщины.

1 1059418 2

Изобретение относится к контрольно — измер»тельной технике, предназначено для контроля

1 формы выпуклых поверхностей линз и может быть использовано преимущественно в производстве, занятом изготовлением и эксплуатацией крупногабаритных оптических систем, содержащих высокоапертурные выпуклые поверхности.

Известно устройство для контроля формы выпуклых поверхностей линз большого диаметра методом переналожения пробного стекла, содержащее пробное стекло и инструментальный микроскоп (1) .

Недостатками данного устройства являются. низкая точность контроля, обусловленная тем, что поверхность контролируется по частям, а также вероятность повреждения поверхности в процессе контроля, обусловленная контактом пробного стекла с контролируемой поверхностью.

Наиболее близким цо технической сущности к изобретению является интерферометр для контроля формы выпуклых поверхностей линз большого диаметра, содержащий осветитель, компенсатор, устанавливаемый со стороны неконтролируемой поверхности линзы, жидкостную линзу, предназначенную для заполнения пространства между компенсатором и неконтролиру. ., емой поверхностью линзы, и регистратор интерференционной картины, оптически сопряженный с осветителем (2).

Недостатками известного интерферометра являются сравнительно низкая точность контроля, обусловленная погрешностями обработки неконтролируемой поверхности линзы и неоднородностью материала, из которого она изготовлена, а также узкий диапазон контролируемых параметров поверхностей и линз, обусловленный необходимостью полной компенсации аберраций неконтролируемой поверхности.

Целью изобретения является повышение точности контроля и расширение диапазона контролируемых параметров.

Указанная цель достигается тем, что интер. ферометр для контроля формы выпуклых поверх- хностей линз большого диаметра, содержащий осветитель, компенсатор, устанавливаемый со стороны неконтролируемой поверхности линзьь жидкостиуЬ линзу, предназначенную для заполнения пространства между момпенсатором и неконтролируемой поверхностью линзы, и регистратор интерференционной картины, оптически. сопряженный с осветителем, снабжен оптическим элементом, выполненным в виде двояковогнутой линзы с эталонными поверхностями, радиусы кривизны которых не равны друг другу, компенсатор выполнен в виде двояковогнутой линзы, на одну иэ поверхностей которой нанесено отражающее покрытие, осветитель устанавливается со стороны контролируемой поверхности линзы, оптический элемент размещается между осветителем и контролируемой поверхностью линзы саосно линзе.с возможностью переворота на 180 в плоскости, проходящей через оптическую ось линзы, и ориентируется так, что обращенные друг к друту контроли,руемая поверхность и одна из эталонных поверхностей располагаются концентрично, а ком10 пенсатор установлен с воэможностью перемещения вдоль оптической оси линзы и ориентирован так, что его поверхность, противоположная той, на которую нанесено отражающее покрытие, обращена к жидкостной линзе, выполненной с возможностью изменения толщины. . На чертеже представлена оптическая схема интерферометра для контроля формы выпуклых поверхностей линз большого диаметра.

Интерферометр содержит осветитель 1, опти20 ческий элемент 2, вьпюлненный в виде двояковогнутой линзы с эталонными поверхностями

3 и 4, радиусы кривизны которых не равны друг! другу, жидкостную линзу 5, компенсатор 6, выполненный в виде двояковогнутой линзы, на цоверхиость 7 к:оторой нанесено отражающее покрытие, и регистратор 8 интерференционной картины.

Осветитель устанавливается со стороны контролируемой поверхности 9 линзы 10. Оптический элемент 2 размещается между осветителем

1 и линзой 10 соосно с ней. Оптический элемент 2 устанавливается с возможностью перево-. рота на 180 в плоскости, проходящей через оптическую ось линзы 10, и ориентируется так,, что обращенные друг к другу контролируемая поверхность 9 и одна иэ эталонных поверхностей, например, поверхность 3, располагаются концентрично, Компенсатор 6 устанавливается со стороны неконтролируемой поверхности линзы с возмож40 ностью перемещения вдоль ее оптической оси и.ориентирован так, что его поверхность, противоположная гюверхности 7, обращена к жидкостной линзе 5. Жидкостная линза 5 заполняет пространство между компенсатором 6 и

45 линзой 10 и выполнена с возможностью изменения тлщииы. В изображенном на чертеже варианте выполнения интерферометра толщина жидкостной лянзы 5 может быть изменена за счет перемещения компенсатора 6 внутри каме50 ры, заполненной жидкостью.

Интерферометр работает следующим образом.

° Волновой фронт, формируемый осветителем

1, проходит оптический элемент 2, линзу 10, 55. жидкостную линзу 5 и поступает в компенсатор 6. После отражения or поверхности 7 компенсатора 6 волновой фронт вновь проходит жидкостную линзу 5, преломляется неконтролируемой поверхностью 11 линзы 10 и падает

3 10594 на контролируемую поверхность 9. Перемеще- нием ком енсатора 6 вдоль оптической оси линзы 10 добиваются компенсации аберраций нормалей волнового фронта, падающего на контролируемую поверхность 9. Контролируемая поверхность 9 линзы 10 делит падающий, на пее волновой фронт по амшпггуде на две, части, одна из которых отражаетсй от этой

I поверхности, а другая проходит ее и отражается от эталонной поверхности 3 оптического элемента 2.

Затем обе части волнового фронта объединяются на контролируемой поверхности 9 линзы 10, интерферируют, проходят оптические .элементы интерферометра в обратно направлении и поступают в регистратор 8. Получаемая иитерференциоиная картина несет в себе информацию о форме контролируемой поверх18 4 ности 9 линзы 10. Настройка интерферометра на требуемое количество интерференционных полос или колец осуществляется перемещением оптического элемента 2 соответственно перпендикулярно нли вдоль оптической оси линзы 10, Таким образом, наличие у оптического элемента двух эталонных поверхностей обеспечивает контроль формы выпуклых поверхностей крупногабаритных линз в широком диапазоне радиусов кривизны без замены отдельных элементов интерферометра.

Кроме того, в каждом конкретном случае оптический элемент обращается к контролируемой поверхности той или иной поверхностью за счет установки его с возможностью переворота на 180, что обеспечивает меньшую вели- чину воздушного промежутка.

ВНИИПИ Зак 9816/45 аж 602 Подписное

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул.Проектная,4