Способ измерения профиля выпуклых оптических поверхностей вращения

 

Изобретение позволяет контролировать профиль обрабатываемых или обработанных выпуклых поверхностей вращения оптических деталей. Целью изобретения является повышение точности и производительности измерения за счет формирования более низкой пространственной частоты интерференционной картины и определения максимальной величины астигматизма контролируемой оптической поверхности. Коллимированный пучок света лазера делят на два пучка и направляют их вдоль двух взаимно перпендикулярных направлений на контролируемую поверхность выпуклой оптической детали. Отраженные от нее пучки соединяют полупрозрачной призмой и интерференционную картину наблюдают на матовом экране. Частота полос зависит от разности радиусов кривизны в двух взаимно перпендикулярньпс направлениях. При повороте детали вокруг ее оси вращения частота полос изменяется, достигая максимального значения, когда астигматические оси контролируемой детали совпадают с оптическими осями обеих ветвей интерферометра . Измеряют при этом величину астигматизма контролируемой поверхности и по полученному значению судят об отклонении ее профиля. 1 ил. (Л CAD СО О5 сл 4;;

СОЮЗ CGBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51)4 G 0 В р(р(щ((. ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4016626/24-28 (22) 04.02.86 (46) 15.09.87. Бюл. М - 34 (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) Д.Т.Пуряев и А.М.Романов (53) 531.7.082.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1044969, кл. G 01 В 11/24, 1983. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ ВЫПУКЛЫХ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРАЩЕНИЯ (57) Изобретение позволяет контролировать профиль обрабатываемых или обработанных выпуклых поверхностей вращения оптических деталей. Целью изобретения является повышение точности и производительности измерения за счет формирования более низкой пространственной частоты интерференционной картины и определения максимальной величины астигматизма контролируемой оптической поверхности.

Коллимированный пучок света лазера делят на два пучка и направляют их вдоль двух взаимно перпендикулярных направлений на контролируемую поверхность выпуклой оптической детали. Отраженные от нее пучки соединяют полупрозрачной призмой и интерференционную картину наблюдают на матовом экране. Частота полос зависит от разности радиусов кривизны в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

При повороте детали вокруг ее оси вращения частота полос изменяется, достигая максимального значения, когда астигматические оси контролируемой детали совпадают с оптическими осями обеих ветвей интерферометра. Измеряют при этом величину астигматизма контролируемой поверхности и по полученному значению судят об отклонении ее профиля. 1 ил.

1337654 2 с>

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при контроле профиля обрабатываемых или обработанных выпуклых поверхностей вращения оптических деталей.

Целью изобретения является повышение точности и производительности измерения профиля.

Указанная цель достигается за счет формирования более низкой пространственной частоты интерференционной картины определения максимальной величины астигматизма контролируемой оптической поверхности.

На чертеже приведена принципиальная оптическая схема, поясняющая способ.

Схема содержит лазер 1, телескопическую систему 2, полупрозрачное зеркало 3, делящее пучок света лазера на два пучка, зеркала 4 и 5, направляющие разделенные пучки на контролируемую поверхность под прямым углом друг к другу и к ooè вращения контролируемой детали, светоделительную призму 6, светоделительная грань которой расположена над вершиной контролируемой детали, и экран 7, на котором наблюдают интерференционную картину взаимодействуюших пучков света. Также показана контролируемая деталь 8.

Измерения данным способом выполняют следующим образом.

Предварительно устанавливают деталь таким образом, чтобы ее оптическая ось совпадала с осью ее вращения.

Четырехзеркальный интерферометр типа интерферометра Цендера-Маха, образованный полупрозрачным зеркалом 3, зеркалами 4, 5 и светоделительной призмой 6, располагают таким образом, чтобы геометрический центр светоделительной призмы 6 был расположен на оси вращения призмы, а сама призма находилась над вершиной контролируемой детали 8. После этого пучок света лазера 1 коллимируют телескопической системой 2, делят его светоделительной пластинкой 3 на два пучка, которые с помощью зеркал 4 и 5 направляют под прямым углом на контролируемую деталь 8.

После отражения обоих пучков от взаимно перпендикулярных участков контролируемой поверхности их соединяют на светоделительной призме 6.

Интерференционную картину взаимодействия обоих пучков наблюдают на матовом экране 7, параметры этой картины (расстояние между центрами полос) измеряют с помощью измерительного микроскопа.

Интерференционная картина, наблюдаемая на экране, представляет собой результат взаимодействия двух пучков лучей, отраженных от исследуемой поверхности в двух взаимно пер-! пендикулярных направлениях, поэтому вид интерференционной картины зависит от разности радиусов кривизны поверхности в двух взаимно перпендикулярных сечениях, проходящих через оптическую ось поверхности, т.е. от астигматизма этой поверхности.

Если астигматизм оптической поверхности детали 8 отсутствует, то оба пучка лучей, отраженных от измеряемой поверхности в двух взаимно перпендикулярных диаметральных сечениях, имеют совершенно одинаковую структуру,на экране 7 наблюдается бесконечно широкая интерференционная полоса. При вращении контролируемой поверхности вокруг оси симметрии структура пучков сохраняется неизменной. Если поверхность обладает астигматизмом, то вид .интерференционной картины определяется величиной астигматиэма, поскольку пучки, падающие на измеряемую поверхность в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, отражаются под различными углами, так как кривизна поверхности в этих плоскостях различна. Таким образом, в результате интерференции эти лучи образуют на экране 7 интерференционную картину в виде искривленных полос, являющихся дугами окружностей, центр которых приблизительно совпадает с центром кривиЗны контролируемой поверхности. Частота полос согласно способу невелика, поскольку она зависит не от радиуса кривизны поверхности, а от разности радиусов в двух взаимно перпендикулярных сечениях. При повороте детали вокруг ее оптической оси частота полос увеличивается и достигает максимального значения в том случае, когда астигматические оси детали 8 совпадают с оптическими осями осветительных ветвей интерферометра, при таком поло— женин контролируемой детали опреэ 1337654 деляют величину астигматиэма ее по- ки, наблюдают интерференционную карверхности. тину, возникающую в результате вэаПо полученному значению астигма- имодействия пучков света, и о профитизма судят об отклонении профиля ле контролируемой поверхности судят контролируемой поверхности.

5 по параметрам интерференционной картины,отличающийся тем, Фо pìула из об ре те н ия что, с цельюповышения точностии

Способ измерения профиля выпуклых производительности измерения, вто оптических поверхностей вращения, 1 рой из разделенных пучков также назаключающийся в том, что делят пучок правляют на измеряемую поверхность света на два, направляют один иэ перпендикулярно первому пучку и оси разделенных пучков на измеряемую по- вращения контролируемой поверхности верхность перпендикулярно к оси ее и поворачивают контролируемую поверхвращения, соединяют разделенные пуч- ность, вокруг оси ее вращения.

Составитель Н. Солоухин

Редактор Н. Горват Техред М. Ходанич Корректор Л. Бескид

Заказ 4117/35 Тирах 676 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.уагород, ул.Проектная,4