Интерференционный способ контроля формы оптической поверхности

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле формы вогнутых и выйуклых цилиндрических поверхностей . Цель изобретения - возможность контроля формы цилиндрической поверхности при сферических рабочей и референтной волнах, т. е .обеспечение контроля цилиндрических поверхностей на тех же интерферометрах, которыми контролируют сферические поверхности . Пучок лучей, прошедпий от осветителя через диафрагму и отраженньй от светоделителя, преобразуется коллишгрующим объективом в параллельный. Оптическая система формирует сферическую волну и направляет ее в сторону мениска, одна из поверхностей которого служит эталоном, и сквозь его на деталь с контролируемой цилиндрической поверхностью. Фокус системы совмещен с центром кривизны поверхности. Перед началом измерений деталь ориентируют по отношению к каретке и системе так, чтобы геометрическая ось цилиндрической поверхности бьша параллельна направлению перемещения каретки и проходила через фокус системы. Сферическая волна, отраженная от эталонной поверхности (референтная волна), сохраняет сферическую форму, а отраженная от контролируемой поверхности (рабочая) несет информацию о форме этой поверхности. В пространстве между эталонной поверхностью и оптической системой референтная и рабочая волны интерферируют. Оптическая система вместе с объективом создает изображение интерференционной картины на регистрирующей системе, В центральной части картины форму, полос можно считать прямолинейной. Остальная часть картины экранируется непрозрачными экранами. После этого перемещают каретку вместе с деталью и последовательно между экранаш получают интерференционные картины, образованные с помощью узких полосок контролируемой поверхности . При идеальной форме поверхности количество и ширина остаются неизменными, 4 ил. Q S ЬЭ 0д О О) vl «ч

СО1О3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

ГГСПУБЛИК

ОПИСАИИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ 1 13ОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3906540/24-28 (22) 10.06 ° 85 (46) 30.09.86. Бюл. Р 36 (72) 10.A.Степин (53) 531.715.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И - 1000/45, кл. С 01 Б 9/02, 1981.

Бубис И.Х. и др. Справочник технолога-оптика. Л.: Машиностроение, 1983, с. 111-112. (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЬЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ОПТИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле формы вогнутых и выиуклых цилиндрических поверхностей. Цель изобретения — возможность контроля формы цилиндрической поверхности при сферических рабочей и референтной волнах,т.е.обеспечение контроля цилиндрических поверхностей на тех же интерферометрах, которыми контролируют сферические поверхности. Пучок лучей, прошедший от осветителя через диафрагму и отраженный от светоделителя, преобразуется коллимирующим объективом в параллельный.

Оптическая система формирует сферическую волну и направляет ее в сторону мениска, одна из поверхностей которого служит эталоном, и сквозь его на деталь с контролируемой ци„„ЯО„„ПВО677 А (51)4 G 01 В 11/27, 9/02 линдрической поверхностью. Фокус системы совмещен с центром кривизны поверхности. Перед началом измерений деталь ориентируют по отношению к каретке и системе так, чтобы геометрическая ось цилиндрической поверхности была параллельна направлению перемещения каретки и проходила через фокус системы, Сферическая волна, отраженная от эталонной поверхности (референтная волна), сохраняет сфери ескую форму, а отраженная от контролируемой поверхности (рабочая) несет информацию о форме этой поверхности. Б пространстве между эталонной поверхностью и опти- 8 ческой системой референтная и рабочая волны интерферируют, Оптическая система вместе с объективом созда- ( ет изображение интерференционной картины на регистрирующей системе. Я

Б центральной части картины форму. полос можно считать прямолинейной.

Остальная часть картины экранируется непрозрачными экранами. После © этого перемещают каретку вместе с 4аю деталью и последовательно между CO экранами получают интерференционные картины, образованные с помощью узких полосок контролируемой поверхности. При идеальной форме поверх1 ности количество и ширина остаются неизменными. 4 ил.

1260677

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь. зовано, в частности, при контроле формы вогнутых и выпуклых цилиндрических поверхностей. .Цель изобретения - возможность контроля формы цилиндрической поверхности при сферических рабочей и референтной волнах, т.е. обеспече. ние контроля цилиндрических поверхностей на тех же интерферометрах, которыми контролируют сферические поверхности.

На фиг. 1 показан один иэ вариантов схемы прибора, реализующего интерференционный способ контроля формы оптической выпуклой поверхности; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид поля зрения прибора при сферическом эталоне и поперечном сдвиге; на фиг. 4 — то же, при продольном сдвиге.

Прибор содержит осветитель 1, точечную диафрагму 2, светоделитель

3, коллимирующий объектив 4, формирующую оптическую систему 5, концентрический мениск 6 с эталонной сферической поверхностью 7, деталь

8 с контролируемой цилиндрической поверхностью 9, каретку 10, экраны

11, регистрирующую систему 12.

Осуществляется интерференционный способ контроля формы оптической поверхности с помощью прибора следующим образом.

Пучок лучей, прошедший от осветителя 1 через диафрагму 2 и отражен ный от светоделителя 3, преобразуется коллимирующим объективом 4 в параллельный. Оптическая система 5 формирует сферическую волну и направляет ее в сторону мениска 6, одна иэ поверхностей 7 которого служит эталоном, и сквозь его на деталь 8 с контролируемой цилиндрической поверхностью 9. Фокус системы 5 совмещен с центром кривизны поверхности 7.

Перед началом измерений деталь 8 ориентируют по отношению к каретке

10 и системе 5 так, чтобы геометрическая ось (геометрическое) место центров кривизны) цилиндрической поверхности 9 была параллельна направлению перемещения каретки 10 и проходила через фокус системы 5.

Сферическая волна, отраженная от эталонной поверхности 7 (референтная волна), сохраняет сферическую форму, Формула и э обретения

Интерференционный способ контроля формы оптической поверхности, заключающийся в том, что формируют с помощью оптической системы сферическую рабочую и референтную волны, совмещают фокус оптической системы с центрами кривизны эталонной и контролируемой поверхностей, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью контроля формы цилиндрической поверхности, фиксируют интерференционную картину, полученную в результате интерференции лучей, отраженных от контролируемой цилиндрической поверхности и эталоне, экранируют интерференционную картину непрозрачными экранами по обе стороны от ее оси симметрии, перпендикулярной геометрической оси цилиндрической поверха отраженная от контролируемой поверхности 9, (рабочая) несет информацию о форме этой поверхности, Форма этой волны сложна и близка к сферической в очень узкой полосе.

В пространстве между эталонной поверхностью 7 и оптической системой

5 референтная и рабочая волны интерферируют. Оптическая система 5 вмес10 те с объективом 4 создает изображение интерференционной картины на регистрирующей системе 12. Эта картина имеет в зависимости от направле. ния и величины сдвига фокуса систе15 мы 5 относительно геометрическои оси поверхности 9 тот или иной вид.

При поперечном сдвиге интерференционная картина имеет вид как на фиг. 3, а при продольном — как на фиг. 4.

На регистрирующую систему 12 подают только центральную часть этой картины, близкую к оси ее симметрии, перпендикулярной геометрической оси поверхности 9. В этой центральной

25 части картины форму полос можно считать прямолинейной. Остальная часть картины экранируется непрозрачными экранами 11. После этого перемещают каретку 10 вместе с деталью 8 и последовательно между экранами 11 получают интерференционные картины, образованные с помощью узких полосок контролируемой поверхности 9. При идеальной форме поверхЗ5 ности 9 количество и ширина полос остаются неизменными.

Дие, f

Вид 4

П дие. 2

Ось цияиидри ЮЖ4Ж ЮййфИ ной

Ось цилиндрической терм ности

Диг. 3

Риг. Ф

Составитель Л.Лобзова

Техред Л.Олейник

Корректор С.Черни

4—

Редактор Н. Горват

Заказ 5214/36

Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ности, перемещают относительно одна другой оптическую систему и цилиндрическую поверхность вдоль геометрической оси последней, анализируют изменение

1260677 4 числа интерференционных полос и их ширины на участке интерференционной картины; вырезанном экранами, по которым и производят конт5 Роль формы цилиндрической поверхности.