Устройство для контроля центрировки линз

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптическом приборостроении при изготовлении и аттестации линз. Целью изобретения является повышение точности и упрощение процесса контроля центрировки. Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 излучения, светоделитель 2, двухкомпонентную систему формирования автоколлимационных изображений, состоящую из объектива 3 и осевой голограммной линзы 4, установленных с возможностью перемещения вдоль оптической оси независимо друг от друга, а также регистрирующий блок 6. Дано математическое выражение, связывающее распределение радиусов колец голограммной линзы 4 с длиной волны источника 1 излучения, скважностью структуры голограммной линзы, расстоянием от источника 1 излучения до главной плоскости объектива 3, фокусным расстоянием объектива 3 и голограммной линзы 4 и расстоянием от объектива 3 до голограммной линзы 4. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к контрольно-измерительным приборам на основе голографии, и может быть использовано в оптическом приборостроении при изготовлении и аттестации линз. Целью изобретения является повышение точности и упрощение процесса контроля центрировки линз за счет использования полной апертуры осевой голограммной линзы, сочетающей в себе свойства различных оптических элементов, и уменьшения количества оптических деталей. На чертеже дана оптическая схема устройства для контроля центрировки линз. Устройство содержит установленные последовательно источник 1 излучения, светоделитель 2, объектив 3, осевую голограммную линзу 4, контролируемую линзу 5 и регистрирующий блок 6. Объектив 3 и осевая голограммная линза 4 установлены соосно с возможностью перемещения вдоль оптической оси независимо друг от друга. Осевая голограммная линза имеет распределение радиусов колец, определяемое выражением (ρ^±_m)²+R-R (ρ^±_m)²+R- R m ± где ρ_m± наибольший (+) и наименьший (-) радиусы m-го кольца (m 0,1,2.) голограммной линзы; λ длина световой волны; Ω скважность, aR₁= -d, R₂= где l расстояние от источника света до главной плоскости объектива; F фокусное расстояние объектива; d расстояние от объектива до голограммной линзы; f фокусное расстояние голограммной линзы. Голограммная линза может быть выполнена в виде бинарной фазовой голограммы, высота рельефа h рабочей поверхности которой определяется соотношением h ± (2) где n показатель преломления рабочего слоя голограммной линзы при условии равенства дифракционных эффективностей фазовой голограммы в нулевом и первом порядках дифракции. Кроме того, источник излучения может быть выполнен квазимонохроматическим, при этом его спектральный диапазон ограничен условием
Δλ ≅ · f (3) где D световой диаметр голограммной линзы. Устройство работает следующим образом. Световой пучок от источника 1 излучения проходит через светоделитель 2, объектив 3, голограммную линзу 4 (в нулевом порядке дифракции) и фокусируется в точке А₁, совмещенной с центром кривизны С₁ передней поверхности контролируемой линзы 5. Одновременно голограммная линза 4 в первом порядке дифракции формирует второе изображение источника 1 излучения в точке А₂, являющейся автоколлимационной точкой для задней поверхности контролируемой линзы 5, центр кривизны которой находится в точке С₂. Совмещение автоколлимационной точки А₁ с центром кривизны поверхности С₁ контролируемой линзы 5 достигается путем продольного перемещения объектива 3 до получения автоколлимационного изображения точечного источника 1 излучения в регистрирующей части 6 устройства. Совмещение сфокусированного первого порядка дифракции с автоколлимационной точкой А₂ достигается за счет продольного перемещения голограммной линзы 4 по оси ОО₁ также до появления в блоке 6 соответствующего автоколлимационного изображения источника 1 излучения. Перемещение голограммной линзы 4 вдоль оси ОО₁ не влияет на положение точки А₁, так как в нулевом порядке дифракции голограмма действует как плоскопараллельная пластинка. Для формирования изображения в точке А₂ можно использовать световые волны как +I-го, так и -I-го порядков дифракции, так как они имеют равные интенсивности. Далее контроль центрировки линз осуществляется вращением контролируемой линзы 5, наблюдением перемещений по окружности обоих автоколлимационных изображений. Диаметры окружностей при этом пропорциональны децентрировкам центров кривизны C₁ и С₂ относительно оси вращения ОО₁.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦЕНТРИРОВКИ ЛИНЗ, содержащее последовательно установленные источник излучения, светоделитель и двухкомпонентную систему формирования автоколлимационных изображений, первый компонент которой выполнен в виде объектива, а компоненты установлены соосно с возможностью перемещения вдоль оптической оси независимо друг от друга, и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса контроля, второй по ходу оптического излучения компонент оптической системы формирования автоколлимационных изображений выполнен в виде осевой голограммной линзы с распределением радиусов колец, определенным из выражения


где ρ⁺_m - наибольший (+) и наименьший (-) радиусы m-го кольца (m=0,1,2,.. .) голограммной линзы;
λ - длина световой волны;
Q - скважность;


где l - расстояние от источника света до главной плоскости объектива;
F -фокусное расстояние объектива;
d - расстояние от объектива до голограммной линзы;
f - фокусное расстояние голограммной линзы. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что осевая голограммная линза выполнена в виде бинарной фазовой голограммы, высота рельефа h рабочей поверхности которой выбрана из соотношения

где n - показатель преломления рабочего слоя голограммной линзы. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник излучения выполнен квазимонохроматическим, при этом его спектральный диапазон определен из условия

где D - световой диаметр голограммной линзы.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---