Интерферометр для контроля формы плоской поверхности оптической детали

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля форьй плоской поверхности крупногабаритных оптических деталей. Цель изобретения - обеспечение контроля всей площади поверхности и повьшгение точности контроля за счет

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 G 01 В 11/24 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4107549/24-28 (22) 30.06,86 (46) 23.01.88. Бюл. Р 3 (72) В.А.Горшков, О.Н.Фомин, Е.Г.Волков, Н.Г.Корнеев и А.А.Леонтьев (53) 531.715.1 (088.8) (56) Коломийцев Ю.В. Интерферометры. — М.: Машиностроение, 1976, с. 197-198.

„„SU„„ З68626 (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ПЛОСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ ОПТИЧЕСКОЙ

ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля формы плоской поверхности крупногабаритных оптических деталей.

Цель изобретения — обеспечение контроля всей плошади поверхности и повышение точности контроля за счет

1368 снижения погрешностей изготовления образцовой поверхности и воэможности контроля всей поверхности за один прием. Гиперболическая поверхность 4 преобразует сферический волновой фронт от точечного источника в плоский, распространяющийся в направлении нормалей к образцовой плоской поверхности 5, которая располагается при перемещении базировочного приспособления 7 в плоскости,пер- . пендикулярной направлению распространения излучения, над эталоном плоскости, выполненным в виде емкости 8

626 . с вязкой жидкостью 9. Интерферирующие волновые фронты проходят оптические элементы интерферометра в обратном направлении и поступают в.

/ регистратор 6 интерференционной картины. При фиксации баэировочного приспособления 7 в другом положении под образцовой поверхностью 5 располагается стол 10 с контролируемой деталью 11, а регистрируемая интерференционная картина содержит информацию о погрешностях оптической системы интерферометр — контролируемая поверхность. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля формы плоской поверхности крупногабаритных оптических деталей.

Целью изобретения является обеспечение контроля всей площади поверхности и повышение точности контроля за счет снижения погрешностей изготовления образцовой поверхности и воэможности контроля всей поверхности за один прием.

На чертеже представлена принципиальная схема интерферометра.

Интерферометр содержит корпус 1, установленный с возможностью юстировочных поворотов относительно направления распространения излучения, установленные в нем осветитель 2, выполненный в виде точечного источника

А монохроматического излучения, оптический элемент 3, выполненный в виде выпукло-плоской линзы с гиперболической поверхностью 4 и плоской образцовой поверхностью 5 и ориентированный так, что фокус F гиперболической поверхности 4 совмещен с точечным источником А, регистратор 6 интерференционной картины, оптически сопряженный с осветителем через образцовую поверхность 5, базировочное приспособление 7 с размещенными на нем эталоном плоскости, выполненным в виде емкости 8 с вязкой жидкостью 9, и столом 10, предназначенным для размещения детали 11 с конт ролируемой.поверхностью 12 и юстировки ее положения относительно образцовой поверхности 5, а базировочное приспособление 7 установлено в корпусе с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной направлению распространения излучения, и фиксации в двух положениях, в одном из которых под образцовой поверхностью 5 расположен эталон плоскости, а в другом — стол 10.

Осветитель 2 образован лазером и расположенными последовательно по ходу его лучей телескопической системой, светоделителем и плоским зеркалом (поэицией не обозначены). Регистратор 6 выполнен в виде фотографического объектива и фотокамеры.

Юстировочные опоры 13 предназначены для поворота корпуса 1 относительно направления распространения излучения.

Деталь 11 размещена на столе 10

25 в оправе-спутнике 14, обеспечивающей ее разгрузку от влияния сил тяжести, а юстировочные опоры 15 позволяют осуществлять юстировку ее положения относительно образцовой поверхности

5 для получения интерференционной картины требуемого вида (ширина и направление интерференционных полос) °

Виброопоры 16 предназначены для виброизоляции емкости 8 с вязкой жидкостью 9. Р качестве вязкой жид1368626

55 кости 9 используется техническое масло типа турбинного, вазелинового, веретенного и т,п., свободная поверхность которого является эталонной плоской поверхностью 17.

Ориентация базировочного приспособления 7 в двух фиксированных положениях обеспечивается направляющими 18.

Интерферометр работает следующим образом.

Осветитель 2 формирует точечный источник A монохроматического излучения в фокусе F гиперболической поверхности 4 оптического элемента 3.

Гиперболическая поверхность 4 преобразует сферический волновой фронт от точечного источника А в плоский волновой фронт, распространяющийся в направлении нормалей к образцовой плоской поверхности 5. Образцовая поверхность 5 делит поступающий на нее волновой фронт на две части по амплитуде, одна из которых отражается от этой поверхности и представляет собой опорный волновой фронт, а вторая проходит ее и представляет собой рабочий волновой афронт.

Базировочное приспособление 7 ори- З0 ентируется в одном из фиксированных положений путем перемещения по направляющим 18, в котором под образцовой поверхностью 5 располагается эталон плоскости. 35

Рабочий волновой фронт отражается от эталонной плоской поверхности

17 и объединяется с опорным волновым фронтом на образцовой плоской поверхности 5 с образованием интер- 40 ференционной картины. Интерферирующие волновые фронты проходят оптические элементы интерферометра в обратном направлении и поступают в регистратор 6. 45

Настройка интерферометра на требуемый вид интерференционной картины (20-30 интерференционных полос) осуществляется наклонами корпуса 1 с помощью юстировочных опор 13 отно- 50 сительно горизонтальной плоскости или, что то же самое, относительно свободной поверхности вязкой жидкости 9 (эталонной плоской поверхности.

17).

Регистрируемая интерференционная картина содержит информацию о погрешностях оптической системы интерферометра.

Затем базировочное приспособление

7 ориентируется в другом фиксированном положении путем его перемещения по направляющим 18, в котором под образцовой поверхностью 5 располагается стол 10 с размещенной на нем деталью 11 в оправе-спутнике 14.

Рабочий волновой фронт отражается от контролируемой поверхности 12 и объединяется с опорным волновым фронтом на образцовой плоской поверхности 5 с образованием интерференционной картины. Интерферирующие волновые фронты проходят оптические элементы интерферометра в обратном направлении и поступают в регистратор 6.

Настройка интерферометра на требуемый вид интерференционной картины в этом случае осуществляется юстировкой детали 11 с контролируемой поверхностью 12 относительно образцовой поверхности 5 с помощью юстировочных опор 15 стола 10.

Регистрируемая в этом случае интерференционная картина содержит информацию о погрешностях оптической системы интерферометр — контролируемая поверхность.

Разность результатов математической обработки каждой из полученных интерференционных картин представляет собой информацию только о погрешностях формы контролируемой поверхности.

Формула изобретения

Интерферометр для контроля формы плоской поверхности оптической детали, содержащий корпус, установленные в нем осветитель, выполненный в виде точечного источника монохроматического излучения, и последовательно расположенные по ходу излучения оптический элемент с плоской образцовой поверхностью, стол для размещения детали и регистратор интерференционной картины, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения контроля всей площади поверхности и повышения точности контроля, ан снабжен базировочным приспособлением, установленным в корпусе с возможностью перемещения в плоскости,перпендикулярной направлению распространения излучения, и фиксации в двух положениях, и установленным на нем эталоном плоскости, выполненным в ви-. де емкости с вязкой жидкостью, опти5 1368626

6 ческий элемент выполнен в виде вы- ком, стол размещен на баэировочном пукло-плоской линзы с гиперболичес- приспособлении, а корпус установлен кой поверхностью и ориентирован так, с возможностью поворота относительчто фокус гиперболической поверх- но направления распространения из-.

5 ности совмещен с точечным источни- лучения.

Составитель В.Климова

Редактор А.Шандор Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Заказ 273/38 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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