Способ контроля центрировки оптических систем и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить точность контроля центрировки оптической системы. Излучение когерентного источника - лазера 1 формируется линзой 2 в гомоцентри ческйй пучок лучей. После прохождения аксикона 4 пучок приобретает продольную сферическую аберрацию. Объектив 6 направляет конический пучок в контролируемую систему 7 и принимает отраженные от каждой ее поверхности потоки излучения. Диафрагмированием параксиальной области падающего на систему 7 пучка в плоскости , оптически сопряженной с плоскостью расположения автоколлимационной точки, соответствующей поверхности системы, последовательно выделяют отраженные пучки. Система 8 преобразует каждый из этих пучков в два симметричных друг другу пучка. Блок регистрации фиксирует интерференционную картину, образукмцуюся в обла-г сти переналожения пучков. Децентрировка определяется по распределению интенсивности излучения в плоскости экрана to. 2 с.п. ф-Лы, 1 ил. (Л с

СОЮЗ ССЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) щ, C Dl М ll/02

ВСЕС "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2! ). 4171045/24-10 (22) 30.12.86 (46) 23.09.88. Бюл. В 35 (72) М.Н. Семчуков, В.П. Давиденко и О.В. Поник (53) 535.835.9(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

В 871015, кл. С 01 М 11/02, 198!.

Авторское свидетельство СССР

У 115930, кл. G 01 М 11/02, 1957. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЦЕНТРИРОВКИ

ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет повысить точность контроля цеитрировки оптической системы. Излучение когерентного источника — лазера 1 формируется линзой 2 в гомоцентрический пучок лучей. После прохождения аксикона 4 пучок приобретает продольную сферическую аберрацию.

Объектив 6 направляет конический . пучок в контролируемую систему 7 и принимает отраженные от каждой ее поверхности потоки излучения. Диафрагмированием параксиальной области падающего на систему 7 пучка в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью расположения автоколлимационной точки, соответствующей поверхности системы, последовательно выделя.ют отраженные пучки. Система 8 преобразует каждый из этих пучков в два симметричных друг другу пучка. Блок регистрации фиксирует интерференци- g онную картину, образующуюся в обла".-. сти переналожения пучков. Децентрировка определяется по распределению интенсивности излучения в плоскости экрана !О. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1425506

Изобретение относится к технологии оптического приборостроения и может быть использовано для контроля центрирования компонентов оптических систем, в том числе в процессе юсти- ровки, а также для измерения остаточных децентрировок компонентов оптических систем. !

Целью изобретения является повышение точности контроля.

На чертеже изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

По ходу излучения лазера 1 соосно его пучку последовательно расположены фокусирующая линза 2, плоское зеркало 3 с отверстием, установленное наклонна к оси пучка таким образом, что центр отверстия совпадает с зад- 20 ним фокусом линзы 2, аксикон 4, вы-! полненный, например, в виде конической линзы, диафрагма 5, установленная с возможностью перемещения в на- правлении оси лазерного пучка, проек- 25 ционный объектив 6 и контролируемая оптическая система 7. Система 8 двойного изображения установлена в положение, при котором ее оптическая ась

00 в пространстве предметов совпадает с образованным зеркалом 3 изображением аси проекционной оптической системы, состоящей из элементов 1 -6.

Система 8 может представлять собой призменный блок, содержащий призмукуб с установленными на две ее грани о призмами AP-90, ориентированными таким образом, что ребро прямого угла одной из них пересекает образуемое разделительной гранью призмы-ку40 ба зеркальное изображение ребра прямого угла второй под прямым углом.

На выходе системы 8 установлен блок регистрации интерференционной картины, который в простейшем случае содержит проекционный объектив 9 и эк-

45 ран 10. Диаметр диафрагмы 5 выбирается на 2-3 порядка превышающим значение максимальной контролируемой децентрировки.

Контроль центрировки оптической системы 7 осуществляется следующим образом. Линза 2 формирует поступающее на нее излучение лазера в гомоцентрический пучок лучей, центр схо-. димости которого совпадает с цент55 ром отверстия в зеркале 3, Пройдя аксикон 4, этот пучок приобретает продольную сферическую аберрацию, т.е. преобразуется в негбмоцентрический пучок, являющийся совокупностью гомоцентрических составляющих, центры сходимости которых лежат на оси проекционной оптической системы.

Диафрагма 5 вырезает из широкого негомоцентрического пучка узкий конический пучок, форма которого близка к той из гомоцентрических составляющих, центр сходимости которой лежит в плоскости диафрагмы. После прохождения объектива 6 конический пучок лучей попадает в контролируемую систему 7, каждая поверхность которой. отражает часть падающего на нее потока излучения, направляя его снова в объектив 6. Для контроля центрировки первой поверхности диафрагма 5 помещается в плоскость Р,-посредством объектива 6 оптически сопряженную с плоскостью Р, в которой лежит автоколлимацианная точка А первой поверхности системы 7. В этом случае отраженный первой поверхностью пучок после вторичного прохождения объектива

6 практически без виньетирования пройдет диафрагму 5, поскольку его сечение плоскостью P с точностью до величин, соизмеримых с децентрировкай первой поверхности, совпадает с отверстием диафрагмы 5. Пучки, отраженные остальными поверхностями системы 7, виньетируются диафрагмой

6 в гораздо большей степени, благода ря чему их влияние на результат измерения пренебрежимо мало. Пучок, прошедший диафрагму 5 в обратном ходе лучей, проходит затем аксикан 4 и отражается зеркалом 3 в направлении системы 8 двойного изображения.

При наличии децентрировки первой поверхности отраженный зеркалом 3 пучок будет асимметричен относительно оптической оси системы 8, Последняя имеет свойство преобразовывать любой пучок, децентрированный относительно ее оптической оси в два пучка, симметричньи друг другу относительно той же оси.

На выходе системы 8 сформированные ею пучки интерферируют между собой, образуя в области их переналожения интерференционную картину, которая регистрируется блоком регистра-... ции. При отсутствии децентрировки первой поверхности системы 7 распределение интенсивности излучения в плоскости экрана 1О будет обладать

1425506

Составитель Е. Лыкашева

Техред у д, ык Корректор М. Демчик

Подписное

Редактор Г. Волкова

Заказ 4760/39

Тираж 847

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 центральной симметрией. При наличии децентрировки картина распределения . интенсивности приобретает периодичес,кую составляющую, имеющую осевую симметрию, По пространственной частоте указанной составляющей определяют величину, а по направлению оси ее симметрии - азимут децентрировки.

Перемещая диафрагму 5 последовательно в плоскости, соответствующей автоколлимационным точкам остальных поверхностей системы 1, можно измерить децентрировки всех ее компонентов. 15

Формула из обретения

1. Способ контроля центрировки оп-. тических систем, заключающийся s фор- gO мировании гомоцентрического пучка, преобразовании его в пучок, соосный с контролируемой системой, последовательном выделении пучков, отраженных различными поверхностями контролируе- 25 мой оптической системы, формировании из каждого выделенного пучка двух пучков, регистрации сформированных пар пучков и определении децентрировки каждой из поверхностей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, в каче". стве источника выбирают когерентный источник излучения, преобразуют гомоцентрический пучок в пучок с продольной сферической аберрацией, а последовательное выделение пучков, отраженных различными поверхностями контролируемой оптической системы, осуществляют диафрагмированием параксиальной области падающего на систему пучка в плоскости, оптически сопряженной с плоскостью расположения автоколлимационной точки соответствующей поверхности системы, а величину децентрировки определяют по интерференционной картине, образующейся при взаимодействий сформированных пар пучков.

2. Устройство контроля центриров" ки оптических систем, содержащее проекционную оптическую систему, включающую источник излучения и установ" ленные последовательно по ходу иэлу" чения линзу, плоское зеркало, выполненное с осевым отверстием и размещенное под углом к оси источника излучения, и проекционный объектив, оптическую систему двойного иэображения и блок регистрации, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены аксикон и диафрагма, установленные последовательно между плоским зеркалом и объективом соосно с оптической проекционной системой, причем диафрагма установлена с воэможностью перемещения вдоль оптической оси, а источник излучения выполнен когеренгным.