Интерферометр для контроля формы сферических поверхностей линз

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1)) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHCNhV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Й -o4 сэ1

Фи2.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ (21 ) 3502352/25-28 (22) 22.10.82 (46) 23.01.84. Бюл. Р.З (72) Н.Л.Лазарева и Д.T.Ïóðÿåâ (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (5.3) 531. 715 ° 1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 706689, кл. G 01 В 9/02, 1979.

2. Креопалова Г.В., Пуряев Л.Т.

Исследование и контроль оптических систем. N., "Мащиностроение", 1978, с. 210 (прототип). (54)(57) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ФОРМЫ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЛИНЗ,, содержащий последовательно расположенные источник монохроматического света, фазовую четвертьволновую пластинку, телескопическую систему и фокусирующий объектив, образующие осветительную ветвь, компенсатор и эталонное сферическое зеркало, образующие рабочую ветвь,:и наблюдательную систему, отличающийся тем, что, с целью расширения диапаэона параметров контролируемых поМЯ) 6 01 В 9 02 С 01 В 11 24 верхностей и повыщения точности контроля, он снабжен расположенной между фокусирующим объективом и комйенсатором линзой, поверхность которой, обращенная к компенсатору, выполнена плоской, а другая поверхностьвыпуклой апланатической, линза установлена так, что нормаль к плоской поверхности линзы составляет с оптической осью рабочей ветви угол, равный где и — показатель преломления стекла линзы, толщина 3 линзы по геометрической оси равна

n+ 1 д г-- —— р I где — радиус кривизны апланатической поверхности линзы, а оптическая ось осветительной ветви co." ставляет с оптической осью рабочей ветви угол., равный Ч =Ы-О, 5 acñ si n

1 у 7

1068699

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля формы высокоапертурных выпуклых и вогнутых сферических поверхностей.

Известен интерферометр для конт- 5 роля качества высокоапертурнйх вогнутых сферических поверхностей, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси монохроматический источник света, фоку- 10 сирующий объектив, плоское зеркало с отверстием и линзовый компенсатор, выполненный. в виде отрицательной апланатической линзы, систему для наблюдения и регистрации интерференционной картины (1 ).

Однако такое устройство имеет недостаточно высокую точность контроля из-эа астигматической ошибки, которая увеличивается с увеличением апертуры пучка в рабочей ветви, и разности хода интерферирующих лучей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интерферометр для контроля формы сферических поверхностей линз, содержащий последовательно расположенные источник монохроматического света, фаэовую четвертьволновую пластинку, те- 0 лескопическую систему и фокусирующий объектив, образующие осветительную ветвь, компенсатор и эталонное. сферическое зеркало, образующие рабочую ветвь, и наблюдательную систему (2 3.

Недостатками известного интерферометра являются ограниченный диапазон параметров контролируемых поверхностей и низкая точность контроля, поскольку интерферометр может ис- "0 пользоваться только в случаях, когда апертура пучка, входящего в рабочую ветвь, не превышает 0,25. При контроле вогнутых поверхностей компенсатор заменяется отрицательным an- 45 ланатическим мениском, и возможная апертура вогнутых контролируемых поверхностей не превышает 0,45.

В настоящее же время в реальных оптических системах содержатся двояковыпуклые линзы диаметром 500-500 мм, для осуществления контроля поверх,ностей которых необходимо, чтобы в рабочую ветвь интерферометра поступал гомоцентрический йучок 55 лучей с апертурой 0,43. Также существуют вогнутые поверхности с действующей апертурой 0,5 и более.

Целью изобретения является расширение диапазона параметров конт-, 60 ролируемых поверхностей и повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается reM, что интерферометр для контроля Формы сферических поверхностей линз, содержащий последовательно расположенные источник монохроматического света, фаэовую четвертьволновую пластинку, телескопическую систему и фокусирующий объектив, образующие осветительную ветвь, компенсатор и эталонное сферическое зеркало, образующие рабочую ветвь, и наблюдательную систему, снабжен расположенной между фокусирующим объективом и компенсатором линзой, поверхность которой, обращенная к компенсатору, выполнена плоской, а другая поверхность — выпуклой апланатической, линза установлена так, что нормаль к плоской поверхности линзы составляет с оптической осью рабочей ветви угол, равный

d.= arcsin где n — показатель преломления стек-. ла линзы, толщина d линзы по геометрической оси равна и + 1 д=г

I и где и — радиус кривизны апланатической поверхности линзы, а оптическая ось осветительной ветви составляет с оптической осью рабочей ветви угол, равный Ч = qL-0,5агсМи — „.

На фиг. 1 изображена принципиаль ная схема интерферометра для контроля формы сферических поверхностей линз; на фиг. 2 — рабочая ветвь интерферометра при контроле вогнутых сферических поверхностей.

Интерферометр для контроля формы сферических поверхностей линз содер жит последовательно расположенные источник 1 монохроматического света, фазовую четвертьволновую пластинку 2,, телескопическую систему 3, фокусирующий объектив 4 и линзу 5, образующие осветительную ветвь, компенсатор 6 и эталонное сферическое зеркало 7, образующие рабочую ветвь, и наблюдательную систему 8.

Поверхность линзы 5, обращенная к компенсатору 6, выполнена плоской, а другая поверхность — выпуклой апланатической. Линза 5 установлена так, что нормаль к плоской поверхности линзы составляет с оптической осью рабочей ветви угол, равный

oL = archeo где и - показатель преломления стекла линзы, толщина д линзы по геометрической оси равна п+ 1

3 = г и I где и — радиус кривизны апланатической поверхности линзы, а опти1068699 фиг.2

Составитель Л.Лобэова

Редактор Н.Лазаренко Техред И.Метелева Корректор H.Ýðäåéè

Заказ 11444/33 Тираж 591 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",. г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ческая ocb осветительной ветви составляет с оптической осью рабочей ветви угол, равный К=о -05 ar csin -" . л

Описанный интерферометр работает следующим образом.

Параллельный пучок лучей, излучаемый источником 1 монохроматического света, проходит через фазовую четвертьволновую пластинку 2, превращается из плоскополяризованного в поляризованный по кругу, затем расширяется телескопической системой 3 и преобразуется фокусирующим объек.тивом 4 в сходящийся гомоцентрический. Линза 5. в .п раз увеличивает апертуру прошедшего через нее пучка, не нарушая его гомоцентричности (A — точка схода лучей, оптически сопряженная с фокусом объектива 4). После преломления компенсатором 6 и первой поверхностью контролируемой линзы 9 лучи вновь о6раэуют гомоцентрический пучок, точка схода лучей которого совпадает с центрами кривизны контролируемой по- верхности К контролируемой линзы 9 и эталонной поверхности Э эталонного сферического зеркала 7. Контролируемая поверхность К выполняет роль разделительного элемента интерферометра. Пучки, последовательно отраженные от контролируемой К и эталонной плоской поверхности линзы 5,направляются в наблюдательную систему 8 интерферометра. Прн контроле высокоапертурных вогнутых сферических поверхностей вместо элементов 6, 9 .и 7 в рабочую ветвь интер5 ферометра устанавливают отрицательный аплантический мениск 10 и контролируемую деталь 11 /фиг.2/.

Линза 5 описанной конструкции, установленная в интерферометре ука10 занным образом, нарушает гомоцент-. ричности пучка, а только в л раэ увеличивает его апертуру. Кроме то-го, совокупность конструктивных особенностей и установки.линзы приводит к уменьшению числа оптических поверхностей, принадлежащих одновременно осветительной ветви и наблюдательной системе интерферометра, что значительно снижает интенсив 0 ность отраженного света, попадайщего в наблюдательную систему и "загрязняющего" рабочую интерфереиционную картину. Следствием этого является повышение точности контроля эа

25 счет улучшения-видимого контраста интерференционной картины.

Описываемый интерферометр имеет более широкий диапазон применения, обеспечивает повышение точности контроля и уменьшение трудоемкости . расшифровки интерферограмм за счет повышения качества изображения.