Способ измерения радиуса кривизны поверхности оптической детали

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения преимущественно больших радиусов кривизны сферической поверхности оптических деталей. Контролируемую деталь устанавливают в резонаторы одновременно дв-ух лазеров с одинаковыми частотами, выравнивают частоты излучения, перемещают деталь в направлении , перпендикулярном ее.оптической оси, считают количество совпадений частот за время перемещения детали и судят об искомом радиусе кривизны по величине перемещения детали, соответствующей целому.числу совпадений частот, и количеству совпадений . Благодаря суждению об искомом радиусе по количеству совпадений частот лазеров за время перемещения контролируемой детали достигается упрощение процесса измерений. 2 ил. (Л

„„SU„, 1322088 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 В 11/24

® г p7 ; Kg n -:,.

i (3 „,": ц! м

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

%) ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3812742/24-28 (22) 10.11.84 (46) 07.07.87. Бюл. !t- 25 (72) А.М.Горбань, Ю.Б.Пасько, B.Ê.Ðàзунков, В.П.Тетера и В.П.Ялинич (53) 531 715.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 796658, кл. С 01 В 11/24, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1283221, 22.10.84. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИУСА КРИВИЗНЫ ПОВЕРХНОСТИ ОПТИЧЕСКОЙ ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения преимущественно больших радиусов кривизны сферической поверхности оптических деталей. Контролируемую деталь устанавливают в резонаторы одновременно двух лазеров с одинаковыми частотами, выравнивают частоты излучения, перемещают деталь в направлении, перпендикулярном ее оптической оси, считают количество совпа-дений частот эа время перемещения детали и судят об искомом радиусе кривизны по величине перемещения детали, соответствующей целому .числу совпадений частот, и количеству совпадений. Благодаря суждению об искомом радиусе по количеству совпадений час% тот лазеров за время перемещения контролируемой детали достигается уп- с рощение процесса измерений. 2 ил.

1322088 (3) 55 (2) разом.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения преимущественно больших радиусов кривизны сферической поверхности оптических деталей. 5

Цель изобретения — упрощение процесса измерений благодаря суждению об искомом радиусе по числу совпадений частот излучения лазеров во время перемещения контролируемой детали при 10 неподвижных зеркалах резонаторов.

На фиг.1 представлена оптическая схема, реализующая предлагаемый способ на фиг.2 — геометрические построения, поясняющие вывод формулы для нахождения искомого радиуса, Схема (фиг,1) содержит два лазера, состоящие из отражательных элементов

1, 2 и 3, 4 между которыми размещены активные элементы 5 и 6 соответствен- 0 но. Оси резонаторов показаны линиями

7-10 ° Если измеряемая оптическая деталь непрозрачна или имеет высокоотражающее покрытие, то резонаторы состоят из измеряемой детали 11, активных элементов 5 и 6 и отражательных элементов 2 и 4, т.е. отражательные элементы 1 и 3 в данном случае в измерении не участвуют, Выходные излучения 12 и 13 с частотами Ч„ и V> пос- 30 тупают в блок 14 сравнения. Один из резонаторов (на фиг.1 — нижний) снабжен устройством 15 перемещения отражательного элемента 4. в направлении оси 10 резонатора, 35

На фиг. 2 показано исходное положение 16 сферы радиуса R с центром в точке О и положение 17 той же сферы при смещении на расстояние х. О центр смещенной сферы, d — расстоя- 40 ние между осями 8 и 10 резонаторов.

При смещении сферы на расстояние х возникает оптическая разность хода Ь (показано для случая отражения от сферы). 45

Из решения треугольников ACD и

A0 С можно получить

2R = — 14х + Ь .

d (1)

Ь

Учитывая, что реальная величина Ь соизмерима с Л, т.е. составляет доли и единицы микрометров, а величина х— единицы миллиметров, то с погрешностью менее 0,1Х

d x

Измерения производят следующим об2

После установки детали 11 в oeçî- наторы, ее юстировкой добиваются наличия генерации в обоих резонаторах и устройством 15, в качестве которого можно использовать, например, известное устройство, выравнивают частоты излучения, контролируя это блоком 14 сравнения. После этого смещают измеряемую деталь в направлении, перпендикулярном ее оптической оси. При этом оптические длины резонаторов непрерывно изменяются,, Частоты излучения лазеров совпадают .в те моменты, когда разность оптических длин резонаторов достигает величины, кратной половине длины волны:

Ь=п —1

2 где n — - любое натуральное число.

Из (2) и (3) получаем

2 ° d.x

R — —— (4) пЛ

При измерении оптически прозрачных деталей пЛ

Ь=--- —-- (5)

27по 1) где и — показатель преломления мате- . риала оптической детали, тогда

R (6) пЛ

Измерив величину смещения контро,лируемой детали из исходного положения в положение, соответствующее и-му совпадению частот, величину искомого радиуса кривизны определяют по формуле (4).

Формула и э обретения

Способ измерения радиуса кривизны поверхности оптической детали, заключающийся в том, что устанавливают измеряемую деталь так, что она располагается одновременно в резонаторах двух лазеров с одинаковыми частотами излучения, выравнивают частоты излучения лазеров, регистрируют исходное положение детали, соответствующее совпадению частот излучения, смещают измеряемую деталь в направлении прямой, проходящей через точки пересечения осей резонаторов с контролируемой поверхностью, сравнивают .частоты излучения лазеров, измеряют величину смещения детали иэ исходного положения и определяют радиус кривизны ее поверхности, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса

Составитель М. Семчуков

Техред А. Кравчук

Корректор Г. Решетник

Редактор А.Сабо

Заказ 2853/36

Тираж 677

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1322088 4 измерений, в процессе смещения детали зарегистрированными положениями детасчитают количество последующих совпа- ли, а об искомом радиусе кривизны дений частот излучения лазеров, ре- судят по измеренной величине смещения гистрируют положение детали, соответ- детали и количеству совпадений частот ствующее одному из последующих сов- 5 излучения лазеров при смещении детападений частот, измеряют величину ли между зарегистрированными положесмещения детали межДу первым и вторым киями.