Интерферометр для контроля формы асферических поверхностей

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - контроль поверхностей с большим гра- .диентом асферичности. Интерферометр включает поворотную сканирующую головку , состоящую из осветительной и измерительной систем и из светоделителя 7, пробное сферическое стекле у, 23 в виде концентрического мениска, центр кривизны эталонной поверхности которого совмещен с изображением центра диафрагмы 3 осветительной системы. В измерительной системе установлены входной 9 и выходной 11 объективы так, что фокус входного объектива 9 совмещен с эталонной поверхностью пробного стекла 23. Относительное отверстие входного объектива 9 измерительной системы выполнено большим не менее чем в два раза относительного отверстия выходного объектива 6 осветительной системы. Светоделитель 7 установлен между выходным объективом 6 осветительной системы и пробным стеклом 23. 1 ил. 10 с (С (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1295211

А1 (5ц 4 G 01 В 11/24, 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3862741/24-28 (22) 05.05.85 (46) 07.03.87. Бюл. ¹ 9 (72) Б.А.Алипов, 10.П.Контиевский, В.А.Феоктистов и Б.А.Чунин (53) 531.715.1 (088.8) (54) ИНТЕРФЕРОИЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к измери- . тельной технике. Цель изобретения— контроль поверхностей с большим гра,диентом асферичности. Интерферометр включает поворотную сканирующую головку, состоящую из осветительной и измерительной систем и из светоделителя 7, пробное сферическое стекло

23 в виде концентрического мениска, центр кривизны эталонной поверхности которого совмещен с изображением центра диафрагмы 3 осветительной системы. В измерительной системе установлены входной 9 и выходной 11 объективы так, что фокус входного объектива 9 совмещен с эталонной поверхностью пробного стекла 23. Относительное отверстие входного объектива 9 измерительной системы выполнено большим не менее чем в два раза относительного отверстия выходного объектива 6 осветительной системы.

Светоделитель 7 установлен между выходным объективом 6 осветительной системы и пробньп1 стеклом 23. 1 ил.

1295211 2

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля формы асферических поверхностей.

Цель изобретения — контроль поверхностей с большим градиентом асферичности за счет выполнения измерительной системы интерферометра в виде отдельной оптической системы с одновременным увеличением относительйого отверстия входного объектива по сравнению с относительным отверстием выходного объектива осветительной системы и совмещением фокусй входного объектива измерительной системы интерферометра с эталонной поверхностью пробного стекла, что позволяет уменьшить виньетирование интерферирующих пучков и повысить качество изображения измерительной системы независимо от положения интерференционной картины относительно входно«о зрачка интерферометра.

На чертеже приведена оптическая схема интерферометра для контроля формы асферических поверхностей.

Интерферометр содержит повторную сканирующую головку, состоящую из осветительной и измерительной систем.

Осветительная система состоит из монохроматического источника 1 света, расположенных по ходу луча конденсора 2, диафрагмы 3, входного объектива 4, плоского зеркала 5, выходного объектива 6, светоделителя 7. Диафрагма 3 установлена в фокусе входного объектива 4, ее изображение (входной зрачок интерферометра) находится в фокусе выходного объектива 6 и совмещено с осью 00 поворота сканирую-!

«цей головки.

Измерительная система состоит из плоского зеркала 8, входного объектива 9, плоского зеркала 10, выходного объектива 11, плоских зеркал 12 — 14, сетки 15 и окуляра 16, переключающе- . гося плоского зеркала 17, диафрагмы

18, рассеивающей линзы 19 и фотоприемника 20. Относительное отверстие входного объектива 9 измерительной системы превьппает не менее чем в два раза относительное отверстие выходного объектива 6 осветительной систеMbl, Подьемный столик 21 служит для установки контролируемой детали 22 и сферического пробного стекла 23 ° Деталь 22 и пробное стекло 23 с помощью столика 21 устанавливаются так, что центр крив из ны э талонной поверхности пробного стекла 23 совмещается с выходным зрачком интерферометра..

5 Детали 22 и 24 и пробные стекла

23 и 25 показаны при контроле детали с вогнутой и BbII óêëoé поверхностями соответственно.

Интерферометр работает следующим образом.

Свет от монохроматического источника 1 конденсором 2 направляется в диафрагму 3, установленную в фокусе

Г

F входного объектива 4 осветительной системы. С помощью плоского зеркала 5, выходного объектива 6 и светоделителя 7 изображение диафрагмы

3 формируется в фокусе F6 объектива

6, совмещенного с осью 00 поворота сканирующей головки. Лучи проходят пробное сферическое стекло 23 не преломляясь, так как центр кривизны эталонной поверхности пробного стекла 23 совмещен с изображением диафрагмы 3 осветительной системы и, отразившись от эталонной поверхности пробного стекла 23 и контролируемой поверхности детали 22, интерферируют, образуя интерференционную картину, локализованную в воздушном промежутке между эталонной поверхностью пробного стекла 23 и деталью 22. Интерферирующие лучи, пройдя светоделитель 7 и отразившись от плоского

35 зеркала 8, попадают во входной объектив 9 измерительной системы, фокус которого совмешен с поверхностью локализации интерференционной картины.

С помощью плоского зеркала 1О, вы40 ходного объектива ll плоских зеркал 12 — 14 изображение интерференционных колец проектируется в фокальную плоскость объектива 11, где помещена сетка f5 и рассматривается с

45 помощью окуляра lá. При автоматическом режиме контроля в ход лучей вводится плоское зеркало 17, интерференционные кольца проектируются в плоскость диафрагмы 18, находящейся в фокальной плоскости объектива 11.

Рассеивающая линза 19 служит для равномерного распределения светового потока по Рабочей поверхности фотоприемника 20, с помощью которого производится измерение радиусов интерференционных колец.

Для обеспечения необходимого качества изображения измерительной

1295211

Интерферометр для контроля формы асфернческих поверхностей, содержащий сканирующую головку, состоящую из осветительной системы, включающей последовательно установленные монохроматический источник света, Составитель Л.Лобзова

Редактор N.Áëàíàð Техред А.Кравчук Корректор О.Луговая

Заказ 608/46 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 системы независимо от знака и величины радиуса кривизны эталонной поверхности пробного стекла входной объектив 9 выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси для- совмещения фокуса объектива 9 с поверхностью локализации интерференционных колец. Выполнение объектива 9 сменным (с различными фокусными расстояниями) позволяет дополнительно расширить диапазон вершинных радиусов контролируемых поверхностей. Для повышения чувствительности измерения радиусов интерференционных колец увеличение системы объективов 9 и 11 измерительной системы выполняют не менее 1

М

Интерферометр позволяет контролировать асферические поверхности с градиентом до 27 мкм/мм для поверхностей с радиусами ближайшей сферы в пределах -300 мм и до 20 мкм/мм для поверхностей с радиусами ближайшей сферы от -600 до -300 мм. Увеличение объективов измерительной системы сох ставляет 2 для поверхностей с радиусами ближайшей сферы в пределах

+ 300 мм и 1,5 для поверхностей с радиусами ближайшей сферы от -600 до -300 мм.

Формула изобретения конденсатор, диафрагму, входной и выходной объективы. формирующие изображение центра диафрагмы на оптической оси осветительной системы, из измерительной системы с регистрирующим блоком и из светоделителя, совмещающего оптические оси осветительной и измерительной систем в оптическую ось сканирующей головки, и

10 установленную с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси сканирующей головки и пересекающей ее в точке изображения центра диафрагмы осветительной системы, и пробное сферическое стекло в виде концентрического мениска, расположенное так, что вершина его эталонной поверхности совмещена с плоскостью, перпендикулярной оси поворота

20 сканирующей головки и проходящей через ее оптическую ось, а центр кривизны эталонной поверхности совмещен с изображением центра диафрагмы осветительной системы, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью контроля поверхностей с большим градиентом асферичности, он снабжен вторыми входным и выходным объективами, расположенными в измерительной системе так, что фокус второго входного объектива совмещен с эталонной поверхностью пробного стекла, второй входной объектив выполнен с относительным отверстием, большим не менее чем в

35 два раза относительного отверстия выходного объектива осветительной системы, а светоделитель установлен между выходным объективам осветитель ной системы и пробным стеклом.