Интерферометр бокового сдвига

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в лабораторных, научно-исследовательских и производственных условиях для контроля формы волнового фронта, создаваемого оптическими системами, и для исследования однородности оптических материалов. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет обеспечения возможности установки оптимальной величины сдвига волновых фронтов и реализации сдвига в двух взаимно ортогональных направлениях. Интерферометр состоит из двух призм 1 и 2, в основании каждой из которых лежит трапеция. Призмы выполнены с крышей на боковых гранях, проходящих через меньшие основания трапеции, и расположены друг к другу боковыми гранями, проходящими через большие основания трапеций. Призма 2 установлена с возможностью смещения в плоскости ее главного сечения, проходящего через ребро крыши, в направлениях, перпендикулярном ребру крыши (рабочее смещение) параллельном ребру крыши (юстировочное смещение), и в направлении, перпендикулярном плоскости главного сечения. Величина T смещения в плоскости главного сечения призмы 2 в направлении, перпендикулярном ребру крыши, в зависимости от необходимой величины сдвига Δ волновых фронтов определяется из соотношения, приведенного в описании изобретения. 3 ил.

(5)) 5 G 01 В 9/О?

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ деляется из соотн<1п<ения

< = («< 2K - h,l ri,-h,—

— h,l )., - к,1) - K

-cosQ;sr п,; где К = sinb!, 4< В т<

Ф

<ф ю ф qj < у Ii, %i„C ,Ф ." (з СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . Я. : =. РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) ч 393050,/25-28 (22) 04.01.88 (46) 15.01 90. Бюл. N - 2 (72) A.E. Бакеркин, О.Г.Коварский и Ю.П. Контиевский (53) 531.715.)(088.8) (56) Оптический производственный контроль/Под ред.Р,. 1)алакары, пер. с англ. — )I.: )1а111иностроение, ) 985, с. ) 04. (54) ИНТЕРФЕРО))?:ТР БОКОВОГО СДВИГА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в лабораторных, научноисследовательских и производственных условиях для контроля фор)Ь<ы волнового фронта, создаваемого OIIтическими системами, и для исследования однородности оптических мате— риалов. Цель изобретения — повышение точности контроля за счет обеспечения возь<олност и установки оптимальной величины сдвига волновых фронтов и реализации сдвига в двух взаимно ортогональных направлениях.

Интерфсрометр состоит из двух призм

1 и 2, в ос»< вапии каждой из которых лежит тра <1епия. Призмь< выполнены с крьпясй на боковых гранях, проходящих через меньшие основания трапеции, и рясll

Изобре I

2 установлена с возможностью смещения в плоскости ее главного сечения, проходящего через ребро lpbmln, в направлениях, перпендикулярном ребру крьш<и (рабочее смещение), параллель ном ребру крьш<и (юстировочное смещение), и в направлении, перпендикулярном плоскости главного сечения.

Величина t смещения в плоскости главного сечения призмы 2 в направлении, перпендикулярном ребру крыши, в зав»симости от необходимой величины сдвига Ь волновых фронтов опре?;„ — Высота трапеции, лежащей в основании призмы 1; и, — показатель преломления материала призмы 1; h<— высота трапеции, лежащей в основании призмы 2, и — показатель преломления материала призмы 2, с < — угол в призме ), образованный входной гранью и боковой гранью, проходящей через большее оснс ванне трапеции, угол между нормалью к входной грани призмы 1 и направлением распространения падающегv на i<ходную

ГранЬ ВОЛНОВОГО фронта. 3 HJI ° следовательских и 1<ро 1з водствениь<х

",с л О В ия х дл я к О H 1 р О л < l ф о р м ы в < < л и О

НОГО фрОНта, СОзда11а<зМС ГО ОПтИЧЕ—

1536195 скими системами, и для исследования однородности оптических материалов .

Цель изобретения — повьш ение точ5 ности контроля за счет установки оптимальной величины сдвига волновых фронтов, обеспечения возможности плавной регулировки сдвчга и за счет возможности установки требуемой величины сдвига по дзум ортогональным направлениям.

11а фиг. 1 показаны взаимное поло— жение призм интерферометра, а также ход лучей в интерферометре для образования бокового сдвига з плоскости, параллельной главному сеченыо призмы, проходящей через ребро крыши призмы; на фиг. 2 — взаимное положение призм интерферометра и ход лучей в интер- 20 ферометре для образования бокового сдвига в направлении, перпендикулярном главному сечению призмы t на фиг . 3один из возможнь|х вариантов использования интерферометра для контроля качества отражающей оптической поверхности.

Ннтерферометр содержит две призмы и 2, в основании каждой из которых лежит трапеция. Призмы выполнены с

30 крышей на боковых гранях, проходящих через меньшие основания трапеции .и расположены друг к другу боковыми гранями, проходящими через большие основания трапеций.

Контролируемый волновой фронт, на- 35 правление распространения которого показано штрихпунктирной линией на фиг. 1, падает на входную грань призмы 1 интерферометра под углом в плоскости главного сечения призмы по

40 отношению к нормали к входной грани.

На боковой грани, проходящей через большее основание трапеции и составляющей с входной гранью угол о,, в

35 призме lпрои,сходит светоделение волнового фронта. Часть его, отразившись, поступает на крышку призмы 1, а затем вновь на светоделителъную боковую грань, а другая часть попадает в призму 2, и после отражения от кры-50 ши призмы 2 — на светоделительную грань 1, В результате взаимодействия волновых фронтов возникает интеферен . ционная картина.

Призма 2 установлена с возможностью смещений по трем направлениям, два из которых являются рабочими для создания необходимой величины сдвига

Д волновых фронтов, а одно — |остировочным. Смещение призмы 2 возможно в плоскости главного сечения призмы, проходящей через ребро крыши, в направлении, перпендикулярном ребру крыши (рабочее), в направлении, параллельном ребру крьш|и(юстировочное) . а также в направлении, перпендику— лярном плоскости главного сечения призмы (рабочее). Сдвиг 5, волновых фронтов получается в результате смещения призмы 2 в плоскости главного сечения призмы 2, проходящей через ребро крыши призмы 2 (на фиг.l эта плоскость совпадает с плоскостьк чертежа) в направлении, перпендикулярном ребру крьш и призмьi 2, причем величина расстояния t определяется исходя из необходимого сдвига из соотношения

1,, 1

L и -К

1 и -К

2 ° где К = sink, . u, -sin (,— соя Ы, ° s и „

h . -†.- — высота трапеции,,лежащей в основании призмы 1, и — показатель преломления матери1 ала призмы 1, h — высота трапеции, лежащей в основании призмы 2 и — показатель преломления мате2 риала призмы 2.

Сдвиг волновых фронтов в направлении, перпендикулярном плоскости главного сечения призмы 2 (фиг.2), получается за счет смещения призмы 2 на величину t, при этом t = 0,56.

Волновые фронты, образующие интерференционную картину бокового сдвига„ после отражения от светоделительной грани призмы 1 попадают в призму 2 и выходят через ее выходную грань. Призма 2 установлена с возможностью перемещения в плоскости главного сечения в направлении, параллельном ребру крыши призмы 2 (положение призмы 2 на фиг.l обозначено пунктиром). Зто перемещение не образует сдвига волновых фронтов, а устраняет возможное виньетирование интерференционной картины бокового сдвига ребром призмы 2, образованным ее боковой гp;;n» и выходной гранью, а. также "e кпьтсй.

Высота трапеций h,:ie:кпщпх в основании каждой иэ приз, а -,ëкже пока-, затель преломления и гг,т..риала призм

5 1536 выбирается из условий равенства оптическихх длин путей, к ото рые проходят волновые фронты после светоделення на грани призмы 1 до их совмещения

5 .на этой же грани, при величине сдви— га Д = 0 из соотношения

h<,(ui 1) h (u

10 го сечения призмы за счет смещения на величину i в направлении, перпендикулярном ребру крыши, и в направлении, перпендикулярном плоскости главного сечения на величину t

35 формула изобретения

Интерферометр бокового сдвига, содержащий две призмы с основанием

40 в виде трапеции, обращенные одна к

Предлагаемый интерфераметр можно использовать, например, при контроле качества отражающих оптических поверхностей, как показано на фиг.3. )5

Излучение лазера 3 формируется оптической системой, состоящей из коллиматора 4 и 5, светоделителя 6 и объектива 7, и отражаясь от поверхности контролируемой детали 8 после прохож- Zp дения объектива 7 и отражения от светоделителя 6, поступает в интерферометр, состоящий из двух призм 1 и

< . 2. После действия интерферометра волновой фронт проецируется с помощью объектива 9 в плоскость 10 наблюдения интерференционной картины. Смещением призмы 2 интерферометра получают необходимую величину сдвига

Д ь

2К где К = в<пи, 1пв — sin g — сев сс, $1п/ — величина смещения; — величина сдвига валновьгх фронтов,"

h< — вьгсота трапеции, лежащей в основании первой призмы и

< показатель преломления материала первой призмы, высота трапеции, лежащей в основании второй призмы; показатель преломления материала второй призмы, угол в первой призме, образованной входной гранью и боковой гранью, проходящей через большее основание трапеции; угол между нормалью к входной грани первой призмы и направлением распространения падающего на входную грань валновага фронта.

r другой боковыми гранями, проходящими через большие основания трапецгп<, отличающийся тем, что, с целью павьш<ения точности контроля, призмы выполнены с крышей на боковых гранях, проходящих через меньшие ос— нования трапеций, одна из призм установлена с вазможностью смещения в

1536 95

Фиг, 1

Составитель Л. Лобзова

Редактор Л. Весе.нивская Техред M.Õoäàíè÷ Ко р ре к т, ° ) !1 . i 1 з к с ими!!! ин f U, Заказ 100 Тираж 480 Подниг но .:

ВНИИПИ Гос ударстnt нного комитета по изобретениям и открытiiii. iii i. !

113И.3 з, !1оскна, Ж-Зз, Раушская наб., л. /

Произволстнс.«iin.-н зла г тьскнй комбинат "Патент", г „Ужго! ., у:, : . арин», 101