Рефлектометр для контроля вогнутых зеркал

 

РЕФЛЕКТОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВОГНУТЫХ ЗЕРКАЛ, содержащий источник излучения, держатель для крепления испытуемого зеркала, установленный на оптической оси рефлектометра , и два отражателя, установленные перед держателем и обращенные к нему своими рабочими поверхностями , отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности прецизионного измерения коэффициента отражения вогнутых зеркал с разными фокусными расстояниями , один из отражателей выполнен в виде плоского автоколлимационного зеркала, установленного с возможт ностью поворота вокруг оси, лежащей в его плоскости, другой отражатель образован двумя плоскими зеркалами, расположенными взаимно перпендикулярно под острыми углами к оптической оси рефлектометра, а держатель для крепления испытуемого зеркала (Л установлен с возможностью перестановочного перемещения вдоль оптической оси рефлектометра.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1193542 ц 4 С 01 N 21/55

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТРЙ (21) 2944701/18-25 (22) 15. 07. 80 (46) 23.1 1.85. Бюл. ¹ 43 (72) Е.Г.Барская, Г.П.Семенова, Е.И.Лебедев и С.M.Чернин (53) 535.87 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 410226, кл. G 01 J 3/26, 1974.

Рождественский В.Н.,Студенов В.И., Фадеева В,И. Отражающие слои на soлоте. — Оптико-механическая промьпнленность, 1970, - 7, с. 36. (54)(57) РЕФЛЕКТОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ВОГНУТЫХ ЗЕРКАЛ, содержащий источник излучения, держатель для крепления испытуемого зеркала, установленный на оптической оси рефлектометра, н два отражателя, установленные перед держателем и обращенные к нему своими рабочими поверх-. ностями, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности прецизионного измерения коэффициента отражения вогнутых зеркал с разными фокусными расстояниями, один из отражателей выполнен в виде плоского автоколлимационного зеркала, установленного с возмож-. ностью поворота вокруг оси, лежащей в его плоскости, другой отражатель образован двумя плоскими зеркалами, расположенными взаимно перпендикулярно под острыми углами к оптической оси рефлектометра, а держатель для крепления испытуемого зеркала установлен с возможностью перестановочного перемещения вдоль оптической оси рефлектометра.

4 11

Изобретение относится к фотометрии и спектрофотометрии и может быть применено для измерения коэффициента отражения вогнутых отражакнцих поверхностей, в том числе для контроля готовых вогнутых зеркал с различными радиусами кривизны и при очень высоких номинальных значениях коэффициентов отражения.

Известны рефлектометры, использующие многократное отражение от испытуемой поверхности 1 ).

Однако они предназначены для контроля не вогнутых„ а плоских зеркал.

Наиболее близким к изобретению является рефлектометр для контроля вогнутых зеркал, содержащий источник излучения, держатель для крепления испытуемого зеркала, установленный на оптической оси рефлектометра, и два отражателя, установленные перед держателем и обращенные к нему своими рабочими поверхнос тями $ 2 ).

Он использует многоходовую оптическую систему Уайта ° Для правильной работы установки требуется, чтобы отражателями были вогнутые зеркала с фокусными расстояниями, равными фокусному расстоянию испытуемого зеркала. Это ограничивает применимость системы для измерения отражательной способности зеркал с разными фокусными расстояниями, особенно для контроля качества готовых зеркал при их изготовлении.

Цель изобретения — создание рефлектометра, обеспечивающего возможность прецизионного измерения коэффициента отражения вогнутых зеркал с разными фокусными расстояниями.

Цель достигается тем, что один из отражателей выполнен в виде плоского автоколлимационного зеркала, установленного с возможностью поворота вокруг оси, лежащей в его плоскости, другой отражатель образован двумя плоскими зеркалами, расположенными взаимно перпендикулярно под острыми углами к оптической оси рефлектометра, а держатель для крепления испытуемого зеркала установлен с возможностью-нерестановочного перемещения вдоль оптической оси рефлектометра.

На чертеже представлена схема рефлектометра.

Источник 1 излучения установлен на оптической оси 00 рефлектометра

93542

1О

З перед входной щелью 2 ° На этой же оси устанавливается испытуемое зеркало 3 в держателе 4. Держатель 4 может перемещаться вдоль оптической оси 00 в направляющих 5. Напротив держателя 4 испытуемого зеркала 3 расположен отражатель — автоколлймационное зеркало 6, имеющее воэможность поворота вокруг оси 7, расположенной в плоскости этого зеркала, например, перпендикулярно оптической оси рефлектометра 00. Другой отражатель состоит иэ двух плоских зеркал 8 и 9, расположенных перпендикулярно друг другу по обе стороны от оптической оси 00. Выходная щель

10 рефлектометра может быть расположена, например, с внешней стороны зеркал 8 и 9.

Значение угла между оптической осью и линией, соединяющей центры рабочих поверхностей автоколлимационного 6 и испытуемого 3 зеркал, выбирается из условия отсутствия виньетирования. Как правило оно не должно превышать 15 .

Для повышения компактности рекомендуется располагать автоколлимациониое зеркало 6 под зеркалами 8 и 9 или над ними.

Рефлектометр работает следующим образом.

Свет от источника 1 излучения через входную щель 2 поступает на испытуемое вогнутое зеркало 3, установ- ленное в держателе 4 под некоторым углом к оптической оси. Этот угол устанавливается так, что отраженное от зеркала 3 излучение направляется на автоколлимационное зеркало 6. Поворотом автоколлимационного зеркала

6 вокруг оси 7 добиваются отражения излучения на испытуемое зеркало 3 с небольшим смещением по углу. После второго отражения от испытуемого зеркала 3 излучение направляется в сторону зеркал 8 и 9. Перемещая держатель 4 с испытуемым зеркалом 3 вдоль оптической оси, устанавливают расстояние между испытуемым 3 и автоколлимационным 6 зеркалами, равными фокусному расстоянию испытуемого зеркала 3. Это положение соответствует правильной фокусировке автоколлимационного изображения на зеркалах

8 и 9 (между ними). Зеркала 8 и 9 смещают отраженный луч и следующий цикл прохождений системы завершается еще более смещенным от входной щели

1193542 з

2 изображением. После нескольких циклов отражений излучение минует зеркала 8 и 9 и выйдет из системы через выходную щель 10.

Небольшим поворотом автоколлимационного зеркала 6 можно изменять величину смещения в каждом цикле прохождений, т.е. регулировать число .фактических отражений от испытуемого зеркала 3. Если вместо испытуемого !О зеркала в держатель поместить эталонное с заранее известной отражательной способностью КЭ, отъюстировав его в держателе 4 так, чтобы число и расположение изображений в 15 зеркалах 8 и 9 оставалось там же, и сфокусировав рефлектометр в соответствии с фокусным расстоянием эталонного зеркала, то изменение интенсивности оптического сигнала будет свя- 20 эано с изменением коэффициента отражения, взятым в степени N, равной числу отражений от испытуемого зеркала.

Коэффициент отражения испытуемого 25 зеркала рассчитывается по формуле

30 где R — - коэффициент отражения испытуемого зеркала; R — коэффициент отражения эталонного зеркала; I и ? отсчеты при установке испытуемого и эталонного зеркал, соответственно, N — - число отражений в системе.

По сравнению с однократным прохождением чувствительность устройства повьппается в N раз.

Абсолютное измерение коэффициента отражения образца на предлагаемой установке невозможно, но косвенно его можно определить, если произвести измерения для одного и того 45 же зеркала при настройке системы на небольшое число отражений N a затем при настройке на большее число отражений N2. Если отсчеты соответственно равны I u I, а отражаю- 50 щая способность плоских зеркал 6,8 и 9 (R), К8, К ) измерена достаточно точно одним иэ методов, то абсолютный коэффициент отражения испытуемого зеркала можно определить по формуле

Для перехода к измерению коэффициента отражения зеркал с другим фокусным расстоянием достаточно переместить держатель 4 вдоль оптической оси в новое положение (иэображено на чертеже пунктиром), в котором расстояние от автоколлимационного зеркала 6 до вновь установленного зеркала будет равно фокусному расстоянию этого зеркала. При этом положение изображений на зеркалах 8 и 9, т.е. количество изображений и количество отражений от испытуемого зеркала, останется неизменным.

Таким образрм, предлагаемый рефлектометр позволяет измерять отражение зеркал с разными фокусными расстояниями. В сторону больших фокусных расстояний ограничение вносит размер автоколлимационного зеркала

6, ограничивающий фактическую апертуру испытуемого зеркала. Короткофокусные зеркала не могут быть гроконтролированы с высокой точностью из-за больших размеров поля иэображения зеркал 8 и 9, вызывающих необхо;,нмость соответствующего увеличения размеров рабочей поверхности испытуемого зеркала и угла его наклона к оптической оси, что вносит абберации и погрешности измерения.

Возможны различные варианты разделения входного и выходного потоков излучения с помощью зеркал 8 и 9.

Например, входная и выходная щели могут располагаться одна над другой, обеспечивая двухрядное расположение промежуточных изображений на зеркалак 8 и 9.

На изготовленном макете проводилось сравнение отражающей способности зеркал с радиусами кривизны 306, 360, 400 и 200 мм. При установке последнего из указанных зеркал становятся заметными абберационные погрешности, которые были компенсированы эа счет уменьшения числа прохождений.

При работе на макете была получена воспроиэводимость результатов до

0,57.. Прибор, изготовленный по заводской технологии, даст на порядок большую точность.

1193542

Составитель К.Рогожин

Редактор А.Шандор Техред Ж,Кастелевич Корректор Г.Решетннк

Заказ 7308/45 Тираж 896 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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