Устройство для измерения радиусов кривизны оптических поверхностей

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиусов кривизны оптических поверхностей. Целью , изобретения является повышение точности контроля радиусов кривизны оптических поверхностей за счет повы- .шенйя точности продольной фокусиров f ки. Параллельный пучок лучей осве- .тителя 1 направляется на диафрагму 2, которая вьщеляет два пучка лучей. Эти пучки лучей, пройдя через светоделитель 3, короткофокусный объектив 5, коррелирующую голограмму 7, длиннофокусный объектив 6, попадают на образцовый оптический элемент 8, и в регистрирующем блоке 10 наблюдается интерференционная картина. После этого берут отсчет по измерителю 9 перемещений и убирают из держателя образцовый оптический элемент 8.Затем в держатель устанавливают контролируемый оптический элемент 11 и смещением держателя вдоль оптической оси устройства добиваются автоколлимационного хода лучей, после чего снимают второй отсчет по измерителю 9 перемещений. Разность двух отсчетов определяет знак и величину отклонения радиуса кривизны контролируемой поверхности от номинального значения . 1 ил. с « (Л 4 to ;о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (SD 4,0 01 В 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4071637/25-28 (22) 26.02.86 (46) 07.09.88. Бюл. Ф 33 (72) Н.П. Ларионов, А.В, Лукин, С.В. Маврин, К.С. Мустафин, P,А. Рафиков и Л.В. Федорова (53) 534.717.81(088.8)

° (56) Применение оптической голографии для неразрушающего контроля °

Материал семинара.-Л.: Ленинградский

Дом начно-технической пропаганды.

1,984. с. 31-32. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИУСОВ КРИВИЗНЫ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зовано для измерения радиусов кривизны оптических поверхностей. Целью,изобретения является повьппение точности контроля радиусов кривизны оптических поверхностей за счет повы.шения точности продольной фокусировÄ,SUÄÄ 1421990 А1 ки, Параллельный пучок лучей осве.тителя 1 направляется на диафрагму 2, которая выделяет два пучка лучей. Эти пучки лучей, пройдя через светоделитель 3, короткофокусный объектив 5, коррелирующую голограмму 7, длиннофокусный объектив 6, попадают на образцовый оптический элемент 8> и в регистрирующем блоке 10 наблюдается интерференционная картина. После этого берут отсчет по измерителю 9 перемещений и убирают из держателя образцовый оптический элемент 8.Затем в держатель устанавливают контролируемый оптический элемент 11 и смещением держателя вдоль оптической оси устройства добиваются автоколлимационного хода лучей, после чего снимают второй отсчет по измерителю 9 перемещений. Разность двух отсчетов определяет знак и величину отклонения радиуса кривизны контролируемой поверхности от номинального значения. 1 ил, 1421990

30

50

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиусов кривизны оптических поверхностей.

Целью изобретения является повышение точности контроля радиусов кривизны оптических поверхностей за счет повышения точности продольной фокусировки, На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит осветитель 1 и последовательно установленные по ходу пучка лучей осветителя 1 диафрагму 2, в которой выполнены отверстия в виде колец, светоделитель 3, телескопическую систему 4, выполненную в виде последовательно установленных короткофокусного 5 и длиннофокусного 6 объективов, корригирующую голограмму 7, установленную между объективами 5 и 6 телескопической системы 4, держатель (не показан), выполненный с возможностью смещения вдоль оптической оси устройства, образцовый оптический элемент 8, выполненный в виде осевой синтезированной голограммы, измеритель 9 перемещений, скрепленньй с держателем, регистрирующий блок 10 выполненный в виде последовательно установленных объектива и экрана (не показаны) и оптически связанный со светоделителем 3.

Контролируемый оптический элемент 11 устанавливают в держатель.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально в держатель устанавливают образцовый оптический элемент 8, Параллельный пучок лучей осветителя 1 направляется на диафрагму 2, которая выделяет два пучка лучей. Эти пучки лучей, пройдя через светоделитель 3, короткофокусный объектив 5, корригирующую голограмму 7, длиннофокусный объектив 6, попадают на образцовый оптический элемент 8.

Расстояние между короткофокусным

5 и длиннофокусным 6 объективами выбирают таким, чтобы обеспечить авто-. коллимационный zop лучей в устройство, при этом пучки лучей, отраженные от образцового оптического зле 1 мента 8, проходят телескоппическую систему 4 в обратном направлении и, отразившись от светоделителя 3; попадают в регистрирующий блок 10:

На экране регистрирующего блока 10 образуется контрастная интерференционная картина, соответствующая интерференции пучков лучей из двух отверстий" диафрагмы 2, после чего снимают отсчет измерителя 9 перемещений. Затем убирают иэ держателя образцовый оптический элемент 8 и устанавливают в держатель контролируемый оптический элемент ll, после чего перемещают держатель в положение, при котором обеспечивается автоколлимационный ход лучей в устройстве, при этом контраст интерференционных полос на экране регистрирующего блока будет максимальным, после чего снимают второй отсчет измерителя 9 перемещений. По разности двух отсчетов определяют знак и величину отклонения радиуса кривизны контролируемой поверхности от номинального значения, /

Установка корригирующей голограм мы 7 позволяет уменьшить сфериче скую аберрацию телескопической системы 4, что приводит к повышению контраста интерференционной картины, а следовательно, и точности измерения за счет повьюпения точности продольной фокусировки.

Установка диафрагмы 2 в параллельном пучке лучей осветителя 1 приводит к тому, что форма и размер кружков рассеяния не зависят от крутизны контролируемой поверхности.

Для исключения влияния крутизны контролируемой поверхности на форму и размер кружков рассеяния, которые определяют точность продольной фокусировки, а следовательно, и точность измерения диафрагма 2 установлена между осветителем и светоделителем так, что выполняется условие, при котором расстояние 1,, между диафрагмой 2 и главной плоскостью короткофокусного объектива S равно

1421990 где à — фокусное расстояние короткофокусного объектива 5. ! — фокусное расстояние длиннофокусного объектива 6;

I,5 — фокусное расстояние корриг гирующей голограммы 71 а — расстояние от переднего фокуса короткофокусного объектива 5 до плоскости корригирующей голограммы 7; — расстояние от плоскости корригирующей голограммы 7 до передней главной плоскости длиннофокусного объектива 6;

Г

1 — расстояние от задней глав, ной плоскости длиннофокусного объектива 6 до плоскости образцового оптического элемента .8. 20

Кроме того, точность продольной фокусировки дополнительно повышается, если в дифракционные кружки рассеивания укладывается хотя бы одна интерференционная полоса, при этом долж- 25 но выполняться условие, при котором

D — с 2, и где L—

+ a — f ) P< (f 1 + f .

t fS — 1,) + f 1,) — 7g 2,5)

L расстояние между центрами кольцевых отверстий, внешний диаметр кольцевых отверстий в диафрагме 2.

При экранировании центральной зоны отверстий диафрагма приводит к увеличению первой производной функции рассеяния, что приводит так же к повышению точности продольной фокусировки, при этом оптимальным

40 является соотношение.

1 . < (f -1 )(- а) f .+(, где и — внутренний диаметр кольцевого отверстия °

Формула и з о брет ения устройство для измерения радиусов кривизны оптических поверхностей, содержащее осветитель и последователь" но установленные по ходу пучка лучейосветителя светоделитель, телескопическую систему, выполненную в виде последовательно установленных короткофокусного и длиннофокусного объективов., держатель, установленный с возможностью смещения вдоль оптической оси устройства, образцовый оптический элемент, выполненный в виде осевой синтезированной голограммы и предназначенный для установки в держателе, регистрирующий блок, оптически связанный со светоделителем, измеритель перемещений, скрепленный с держателем, а также диафрагму, выполненную в виде непрозрачного экрана с двумя отверстиями, симметрично расположенными относительно оптической оси устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, она снабжено корригирующей голограммой, установленной между объективами телескопической системы, а диафр.-.гма установлена между осветителея и светоделителем так, что расстояние 1,между диафрагмой и передней главной плоскостью короткофокусного объектива выбрано из со" отношения

50

55. а отверстия в диафрагме выполнены в виде колец, размеры и расстояние между центрами которых выбраны из условий р Ь а- 1-1 / где f — фокусное расстояние коротк кофокусного объектива — фокусное расстояние длинно" фокусного объектива;

f — фокусное расстояние корри-! г гирующей голограммы; а — расстояние от переднего фокуса короткофокусного объектива до плоскости корриги» рующей голограммы; расстояние от плоскости корригирующей голограммы до передней главной плоскости

1 длиннофокусного объектива; расстояние от задней главной плоскости длиннофокусного объектива до плоскости об разпового оптического элемента, внешний. диаметр кольцевого отверстия в диафрагме; внутренний диаметр кольцево-. го отверстия расстояние между центрами кольцевых отверстий.