Интерферометр для измерения радиусов кривизны отражающих поверхностей

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к интерферометрам для измерения радиусов . кривизны отражающих поверхностей, например линз, зеркальных объективов и т.п. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет отсутствия переворота волновых фронтов. Интерферометр для измерения радиусов кривизны отражающих поверхностей содержит источник 1 когерентного света и расположенные последовательно на одной оптической оси автоколлиматор, объектив с высокоточной сферической поверхностью сравнения, формирующий два волновых фронта в прямом и обратном направлениях, подвижную измерительную каретку 9, перемещающуюся параллельно оптической оси, и установленный жестко на каретке 9 оптический злемент 8, одна сторона которого выполнена в виде высокоточной отражающей сферической поверхности , а другая - в виде контактного наконечника, при зтом центр кривизны его отражающей поверхности и рабочая поверхность контактного наконечника совпадают с оптической осью. 2 ил. S сл

СОЮЗ .СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 В 9/02, ll/27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4290997/24-28 (22) 28.07.87 (46) 23.02.89.Бюл. У 7 (72) В.А.Сойту и В.П.Трегуб (53) 531,715.1 (088.8) (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАДИУСОВ КРИВИЗНЫ ОТРАЖАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к интерферометрам для измерения радиусов . кривизны отражающих поверхностей, например линз, зеркальных объективов и т.п. Цель изобретения — повыщение точности измерения за счет отсутствия переворота волновых фронтов. Интерферометр для измерения радиусов кривизны отражающих поверхностей со„.Я0„„3460598 А1 держит источник 1 когерентного света и расположенные последовательно на одной оптической оси автоколлиматор, объектив с высокоточной сферической поверхностью сравнения, формирующий два волновых фронта в прямом и обратном направлениях, подвижную измерительную каретку 9, перемещающуюся параллельно оптической оси, и установленный жестко на каретке 9 оптический элемент 8, одна сторона которого выполнена в виде высокоточной отражающей сферической поверхности, а другая — в виде контактного наконечника, при этом центр кривизны его отражающей поверхности и рабочая поверхность контактного наконечника совпадают с оптической осью. 2 ил.

1460598

Изобретние относится к измерительной технике, а именно к интерферометрам для измерения радиусов кривизны отражающих поверхностей, например линз, зеркальных объективов и т.п.

Цель изобретения — повьппение точности измерения за счет отсутствия переворота волновых фронтов. 10

На фиг.! изображена,принципиальная оптическая схема интерферометра для измерения радиусов кривизны. вогнутых отражающих поверхностей; на фиг.2 — принципиальная оптическая 15 схема интерферометра для измерения радиусов кривизны выпуклых отражающих поверхностей.

Интерферометр для измерения радиусов кривизны отражающих поверх- 20 ностей (фиг.l и 2) содержит источник

1 когерентного света, например лазер, и расположенные последовательно на одной оптической оси автоколлиматор, состоящий из осветительной 25 линзы 2, светоделительной пластины

3, коллимационной линзы 4 и окуляра

5, объектив, состоящий из фокусирующей линзы 6 и мениска 7 со сферической высокоточной последней поверх- 30 ностью, формирующей два волновых фронта в прямом и обратном направлениях, и оптический элемент 8, закреп" ленный жестко на подвижной измерительной каретке 9, установленной на основании 1О и перемещающейся параллельно оптической оси.

Сторона оптического элемента 8, обращенная к объективу, выполнена в виде высокоточной сферической поверхности, а противоположная сторона — в виде контактного наконечника, при этом центр кривизны его отражаюей поверхности и рабочая поверхность контактного наконечника совпадают с оптической осью.

Интерферометр работает следующим образом.

Источник 1 света направляет световой поток в линзу 2. Пройдя линзу 2, светоделительную пластину 3 и линзу 4, коллимированный пучок света падает на линзу 6, а затем на мениск

7. На высокоточной сферической поверхности мениска 7, обращенной к r. контролируемому объекту 11, световой поток делится на два. Один световой поток, образуя сферической волновой фронт, направляется на контролируемый объект 11, который устанавливают таким образом, чтобы центр кривизны

его отражающей поверхности совпадал с центром кривизны высокоточной поверхности сравнения мениска 7. Отра зившись от контролируемого объекта

1! световой поток, не измеяя своего сферического волнового фронта (при качественном H9I oòîâëåíèè контролируемого объекта), возвращается в строго обратном направлении и на высокоточной поверхности сравнения мениска 7 интерферирует с вторым световым потоком, образуя интерференционную картину, которая при помощи линз 6 и 4, светоделительной пластины 3 H окуляра 5 рассматривается B поле зрения окуляра 5.Микросмещени-. ем контролируемого объекта ll в направлении, перпендикулярном оптической оси, добиваются наличия в оле зрения окуляра 5 определенного (в зависимости от метода обработки интерференционной картины) количества интерференционных полос. При визуальном наблюдении интерференционной картины микросмещением контролируемого объекта 11 вдоль

1оптической оси добиваются наилучшей прямолинейности интерференционных полос. Перемещая измерительную каретку 9 оптическим элементом 8 вдоль оптической оси и одновременно наблюдая в поле зрения окуляра 5 интерференционную картину, осуществляют наконечником контактирование с контролируемой поверхностью объекта 11, после чего обнуляют отсчетно-измерительную систему измерительной каретки 9 °

Перемещая измерительную каретку 9 вдоль оптической оси интерферометра, совмещают центр кривизны высокоточной поверхности сравнения мениска 7 с центром кривизны высокоточной поверхности оптического элемента 8.

При контроле выпуклых сферических отражающих поверхностей (фиг.2) перед выполнением указанной последней операции контролируемый объект

ll убирают. Микросмещением оптического элемента 8 в направлении, перпендикулярном оптической оси, добиваются наличия в поле зрения окуляра

5 определенного (в зависимости от метода .обработки интерференционной картины) количества интерференционных полос. При визуальном наблюдеФиг.2

Составитель Л.Лобзова

Редактор Л.Гратилло Техред Л.Олийнык Корректор И.Муска

Заказ 534/50 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

14605 нии интерференционной картины микросмещением измерительной каретки 9 вдоль оптической оси добиваются наилучшей прямолинейности интерференци5 онных полос. Снимают показание отсчетно-измерительной системы подвижной каретки 9, которое соответствует на фиг.l и 2 расстоянию L, Радиус R кривизны контролируемого объекта ll определяют по формуле

К Ь + (1-г), где "+" — для вогнутых поверхностей; "-" — для выпуклых поверхностей; 1 — рабочий размер оптического элемента 8; r — радиус кривизны высокоточной отражающей поверхности оптического элемента 8.

Повышение точности измерения радиусов кривизны обеспечивается благодаря высокой точности определения положения оптического элемента

8 в точке совмещения радиуса кривизны его высокоточной поверхности с радиусом кривизны поверхности срав- 2Б нения мениска 7, Это обусловлено тем, что в этом случае не происходит переворота волновых фронтов и поэтому аберрации оптической системы интерферометра не оказывают существен- gp

98 ного влияния на наблюдаемые в окуляр 5 интерференционные полосы. В связи с этим оценку интерференционной картины можно производить визуальным методом, точнее 0,1 полосы, а автоматизированным фотоэлектричес-, ким — до 0,01 полосы.

Формула изобретения

Интерферометр для измерения радиусов кривизны отражающих поверхностей, содержащий источник когерентного света и расположенные последовательно на одной оптической оси автоколлиматор, объектив со сферической поверхностью и измерительную каретку, выполненную с возможностью перемещения параллельно оптической оси, о т л и ч а и шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен оптическим элементом, жестко установленным на каретке, одна сторона которого выполнена в виде отражающей сферической поверхности, другая — в виде контактного наконечника, а центр кривизны отражающей поверхности и рабочая поверхность наконечника совпадают, с оптической осью,