Способ интерференционного контроля формы оптических изделий

 

Изобретение относится к прикладной оптике и может быть использовано преимущественно при контроле качества поверхности оптических элементов и систем. Способ основан на регистрации интерферограмм с помощью объектного и опорного пучков света при фиксированном положении контролируемого изделия. По интерферограммам определяют волновой фронт, по которому судят о качестве контролируемого изделия. С целью повышения точности контроля путем повышения отношения сигнал/шум изменяют угол между оптическими осями опорного и объектного пучков света так, что образуется серия интерферограмм, отличающихся одна от другой числом и ориентацией интерференционных полос. Восстановленные из интерферограмм волновые фронты усредняют и определяют средний волновой фронт, по которому судят о качестве контролируемого оптического изделия. 1 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ11ЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И A BTGPCHGAAV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ !Ннт СССР (21) 4143268/24-10 (22) 06.11.86 (46) 30.05.89. Бюл. ¹ 20 (71) Институт оптики атмосферы СО АН

СССР (72) В. П. Лукин и В. A. Тартаковский (53) 535.715 (088.8) (56) Тартаковский В. А. Исследование точности восстановления фазы нз интерферограмм методами интегральных преобразований. — В KH. Цифровые и OTITHKoцифровые методы обработки изображений:

Межвузс вский сборник, Томск, 1985, с. 90—

97. (54) СПОСОБ ИНТЕРФЕРЕ!!ЦИОННОГО

1 ОНТРОЛЯ ФОРМЫ ОП ИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИ! 1 (57) Изобретение относи ся к прикладной оптике и может быть использовано преимуИзобретение относится к прикладной оптике и может быть использовано преимущественно при контроле качества поверхности оптических элементов и систем.

Цель изобретения — повышение точносТИ КОНТРОЛЯ.

На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство состоит из источника 1 света, коллиматора, образованного двумя объективами 2 и 3 и диафрагмой 4, светоделителя 5, объектива 6, объекта 7 контроля, привода 8 эталонного зепкала 9, сканирующего фотодетектора 10 и анализа ора 11.

Устройство работает следующим обраЗОМ.

Волна света из источника 1 приобретает плоский волновой фронт и равномерное распределение интенсивности в коллнматоре и поступает на светоделитель 5. Затем свет идет по двум каналам. По объектному каналу свет проходит через объектив 6 и ота!! 4 C O1 М 11 i00, Д 01 В 9:0 щественно при кон l,;Oë= i ".чссг; » . 10НР1>х .,Ости оптических элеме:;:з:.. 11 с, —,. и Сно..об

ocHoi3BH на !>РTHcTpa IHH::,lтс!.0 00>ÎÃ!!Hìь: ( помс.>шью объектного 11 Опор:.Ого 11 чков света при фиксированно>ч по>10х-. ».1:1 Н01тролируемого из елия. По 1:; ... ф;1и1гра :— мам определяют волновой фронт. Ill к, г1>110му судят о качестве контро,>1ир), i1010:IH,I!. лия. С целью пс Bhll. C!II1H ТО".Hîel.".:ûHT!10ля путем повышения с 10п1сч1ня cIiãHHë, II:ó"

ИЗМРНЯЮТ !, ÃO:I . 1еж 1 . Îi. TH!ICC. 1Мll > Ь Х1>1

ОПОРНОГО Н ООЪРKTHA! 0 ", . 1К11В Све >;1 TH!:, что образ 1. тсЯ сср>!Я llHTei!;alii рО; Г>с1..1 0 сЛИЧа1 II!IHXCB ОДНа OT IH : . >.. ..!0.10 ii I . 0, . Сi.:. тацией интерференцн;и! н 1х по,з . 001 новленные нз HH !1. !>ОР1>;1".м: 1 IIH113I>ie фронты усредняют и 01;р:дс-,,::;т с!>Р 1;;:I . золновой фронт, по которо!1) с) днт < че=твс контроли руемогэ пт -Ieско; 0> нзд,,IIIII.

1 ил. ражается От контроли OTp>i01 (1 00 ьeлта / затем, вновь пройдя светс;Р1и;".,ih 5, пси -iii!eT в плоскосгь регистрац1 н, где у" !.11новс1< н сканирующий фотодетектор 10 По Опор:1ому каналу свет проходит, отражая, 1. От эталонного зеркала 9, BHohh IlpOx01я с;.Рт д illтель 5, совмещается со светo! 11з Обьектного канала в плоскости реп10 i"0! ци и, гдe сбразуется выборочная интерферогра. .".,1а.

Интерферограмма регистрируется сканнруh.,-— щим фотодетектором 10, из которого с>на в виде электрического сигнала поступает в анализатор 11, где реализуется один из известных алгоритмов анализа интерферограмм. После анализа каждои из ингерферограмм серии анализатор 11 вырабатывает сигнал, поступающий на привод 8 эталонного зеркала, который изменяет угол наклона эталонного зеркала 9 относительно оптической оси. При этом образуется новая интерферограмма. которая вновь детектируется блоком 10 и обрабатывается бло1 3 ком 11. Из каждой К-й интерферограммы серии в блоке 11 восстанавливается волновой фронт ср»(Х,Y). Затем волновые фронты суммируются и находится взвешенное среднее ю

<р(Х, т ) = —. Х а» <р (Х,Y), где а — весовые коэффициенты (в простейшем случае а =1) .

Величина ср(Х, Y) полностью характеризует качество поверхности объекта 7 контроля. В качестве показателей качества используют предусмотренные ОСТ 3-5467-83 величины о, - = ср (Х; т ) dx dy, макс)гр(Х, Y)l, где )y — — область, занимаемая интерферограм мой.

Предлагаемый способ обеспечивает генерацию выборочного ансамбля интерферограмм, который после восстановления преобразуется в выборочный ансамбль волно4833)1 вых фронтов (cp» (X, Y) ), имеющих статистически независимые искажения в силу некоррелированности шума на различных пространственных частотах.

Формула изобретения

Способ интерференционного контроля формы оптических изделий, состоящий в ре10 гистрации серии интерферограмм с помощью объектного и опорного пучков света при фиксированном положении контролируемого изделия, определе:1ии волнового фронта по каждой интерферограмме, определении среднего волнового фронта путем усреднения волновых фронтов по реализациям и контроле по нему качества формы оптических изделий. отланоюи(ийея тем, что, с целью повышения точности контроля, серию ичтерферограмм регистрируют с различным чис20 лом интерференционных полос и различной их ориентацией путем изменения угл? мех,— ду оптическими осями опорного и объектного пучков света.

Составитель А.. Вольпон

Редактор A. Лсжннна 1ехред И. Верес Корректор С. Черни

За каз 2819)39 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Гос,дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Ра", шская наб., д. 4 5

Производственно-издатстьски В комбинат «Г!атент», г. Ужгород,; и. Гагарина, 101