Устройство для контроля оптических асферических поверхностей

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении внеосевых сегментов асферических поверхностей в оптическом приборостроении. Цель изобретения - повышение точности при контроле набора внеосевых сегментов оптической поверхности за счет индивидуального контроля каждого. Для контроля набора внеосевых сегментов 9, получающихся при разрезании исходной осевой асферической оптической поверхности, используется устройство, содержащее набор малоапертурного компенсационного плоского фазового оптического элемента (МКПФОЭ). При этом МКПФОЭ может быть выполнен в виде пропускающей или отражающей пластинки с микрорельефом, нанесенным по зонам так, что высота микрорельефа и форма зон изменяются по закону, соответствующему заданному преобразованию волновых фронтов. Устройство содержит также кассету 5 с набором МКПФОЭ 6, электрически связанную с помощью блока 7 согласования с узлом 8 смены внеосевых сегментов 9, последовательно оптически связанные источник 1 света, коллиматор 2, светоделитель 3, линзу 4, расположенные с разных сторон от светоделителя 3 плоское зеркало 8 и собирающую линзу 10 с блоком 12 регистрации. Если поверхность сегмента 9 не имеет отступлений от заданной формы, то картина интерференции, регистрируемая блоком 12, представляет собой набор прямолинейных полос, в противном случае полосы искривляются. 4 з.п. ф-лы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (51)4 С 01 В 9/02 11/ 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4145026/25-28 (22) 05.11.86 (46) 23.10.89. Бюл. Н 39 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) M.À.Голуб, Н.Л.Казанский, И.Н.Сисакян и 8.А.Сайфер (53) 531.715.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 349049, л. Í 01 S 3/00;

С 03 С 9/08, 1972.

„„Я0„„1516767 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИХ АСфЕРИЧЕСКИХ AOBEPXHOCTEA (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении внеосевых сегментов асферических поверхностей в оптическом приборостроении ° Цель изобретения - повышение точности при контроле набора внеосевых сегментов оптической асферической поверхности за счет индивидуального контроля каж1516767

h(U,V) 45 где h (U,V) 50 ш 1, 2..р

h о дого. Для контроля набора внеосевых сегментов 9, получающихся при разрезании исходной осевой асферической оптической поверхности, используется устройство, содержащее набор малоапертурного компенсационного плоского фазового оптического элемента. При этом ИКПФОЭ может быть выполнен в виде пропускающей или отражающей пластинки с микрорельефом, нанесенным по зонам так, что высота микрорельефа и форма эон изменяются по закону, соответствующему заданному преобразованию волновых фронтов. Устройство содержит также кассету 5 с набором

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении внеосевых сегментов асферических поверхностей в оптическом приборостроении. 25

Цель изобретения - повышение точности при контроле набора внеосевых сегментов оптической асферическо" поверхности эа счет индивидуального контроля каждого. 30

На чертеже представлена схема устройства для контроля оптических асферических поверхностей.

Устройство содержит последовательно оптически связанные источник 1 света, коллиматор 2, светоделитель 3, 35 линзу 4, кассету 5 с набором малоапертурных компенсационных плоских высота микрорельефа пластинки, декартовы координаты в плоскости пластинки с началом в ее центре; показатель.преломления материала; угол наклона пластинки к плоскости посадочного места;

55 целое число; длина волны источника света, масштабная константа;

МКПФОЭ 6, электрически связанную с помощью блока 7 согласования с узлом

8 смены внеосевых сегментов 9, последовательно оптически связанные источник l света, коллиматор 2, светоделитель 3, линзу 4, расположенные с разных сторон от светоделителя 3 пло ское зеркало 10 и собирающую линзу 11 с блоком 12 регистрации. Если поверх- ность сегмента 9 не имеет отступлений от заданной формы, то картина интерференции, регистрируемая блоком 12, представляет собой набор прямолинейных полос, в противном случае полосы искривляются. 4 э.п. ф-лы, 1 ил. фазовых оптических элементов 6, выполненных в виде пропускающих пластинок, электрически связанную с поиощьк блока 7 согласования с узлом 8 смены внеосевых сегментов 9, плоское зеркало 10 и собирающую линзу 11 с бло-" ком 12 регистрации, расположенные с разных сторон от светоделителя 3. м

Линза 4 может быть сферической или цилиндрической.

По первому возможному варианту выполнения в устройстве каждьй малоапертурный плоский фазовый оптический элемент Ь выполнен в виде пропускающей пластинки с микрорельефом, нанесенным по зонам так, что высота мик- . рорельефа и форма зон изменяются в соответствии с выражением

1 " расстояние между центром пластинки и плоскостью посадочного места;

f(x,у) - функция двух переменных, описывающая форму эталонного волнового фронта, создаваемого малоапертурным плоским фаэовым оптическим элементом на расстоянии 1

ЦВ. qx 4+ (Z S) ЙХЦ

2 L а х 8 у хв v а К-1;

В - константа: 0:4 В =ь 2;

1516

767

1О садочное место для контролируемой поверхности и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при контроле набора внеосевых сегментов оптической асферической поверхности, оно снабжено кассетой, узлом смены внеосевых сегментов и блоком согласования, электрически связанным с кассетой и с узлом смены внеосевых сегментов, а широкоапертурный компенсационный оптический элемент выполнен в виде набора малоапертурных плоских фазовых оптических элементов, установленных в кассете так, что в процессе контроля каждый элемент расположен на одной оптической оси с посадочным местом.

2. Устройство по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что каждый малоапертурный плоский фазовый оптический элемент выполнен в виде пропускающей пластинки с микрорельефом, нанесенным по зонам так, что высота микрорельефа и форма зон изменяются в соответствии с выражением где О - угол наклона плоского фазового элемента к оптической оси. Полагая в (5) h(U,V) = h„„„,; b(U,V) =mh, получают

h 5

2совО где Ь„„„, — максимальная высота микрорельефа при работе на отражение.

Для изготовления микрорельефа вначале вычерчивают один или несколько 10 фотошаблонов согласно формулам (5), (3), (1) с помощью фотопостроителя, сопряженного с ЭВИ. Затем фотошаблон уменьшается и либо подвергается процессу отбеливания, либо используется 15 при фотолитографическом травлении стеклянной подложки, дающим требуемый микрорельеф.

mod h0 — cos 8

h(U,Ч) 1 — 1 - f(x,y)l ° где h — высота микрорельефа плас- 35 Л тинки; h

О (U,×) - декартовы координаты в пло- 1 скости, пропускающей пластинки с началом в ее центре;

n - показатель преломления ма- 40 f(х,y) териала;

8 - -угол наклона пластинки к плоскости посадочного места;

m 1, 2...- целое число; 45

IВ. - ( — - +(2 -В)

1f 3>f(x 4 8Е х а х Ду

О, у О;

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что малоапертурный плоский фазовый оптический элемент выполнен в виде отражающей пластинки с микрорельефом, нанесенным по зонам так, что высота микрорельефа и форма зон изменяются в соответствии с выражением

Формула изобретения 20

1. Устройство для контроля оптических асферических поверхностей, содержащее последовательно оптически связанные источник света, коллиматор,25 светоделитель, широкоапертурный компенсационный оптический элемент, поаК-1;

В - константа: О 4 В 2, (х,у) - координаты, определяемые иэ уравнений

U сов 9 х — fl - f(x,у)) --f(õ,у)

3»

Ч ° у — (1 - Е(х,у)) — f(x у) а у ау у

- длина волны источника. света;

- масштабная константа;

- расстояние между центром пластинки и плоскостью посадочного места; — функция двух переменных, описывающая форму эталонного волнового фронта, создаваемого малоапертурным плоским фаэовым оптическим элементом на расстоянии 1;

1516767!

+ ) 1 — Е(х,у)1

h(U V) 2 Л

1 1  — — >- + (2 — В) -1,. / x 0 ухе О; гг i ЗгЯх Д

К g г ду а ° R-1, а

V * у - (1 - f(x,у)) — f(x,у) ду

mod > h — cose

h(U,V) х вход сове в RSsecat — sgxsgg)

sin Ы

Г х sind cos А+ К,вес — s(x g)) иco Å=х — 1

А (sin о(Ri cosecal 1

x ctg* — — — — з(х,у) 11 х sind совЫ+ R,seed — s(x gp 1 у ..г,С ) .(х,у) s(x,у) = R sec a + 2R,x sine(- у sin2 о(. элементе изменяются в соответствии с выражением

5. Устройство по пп. 1 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что высота микрорельефа и форма зон на каждом

h(U,V) - - modss(1

2совО

x sisd сов Ы в R,весе — в хе 1 ! +

s афпг,(Г в

Составитель Л.Лобзова

Техред И.Верес Корректор В.Кабаций

Редактор Е.Папп

Заказ 6372/38 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитете по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,101 с 1

В - константа: 0 4 В ь 2; (х,у) - координаты, определяемые из уравнений

U- ñîs 0 х — (1 - f (x, )) -(x,ó) где R - параметр малоапертурного компенсационного плоского фазового оптического элемента, - угловой параметр малоапертурного компенсационного

4. Устройство по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что высота микрорельефа и форма зон на каждом элементе изменяются в соответствии с выражением плоского фазового оптического элемента;

R - Rz/cos d;

a R — 1 (х,y) - координаты, определяемые из уравнений