Интерферометр для контроля вогнутых асферических поверхностей

 

Изобретение относится к оптическим измерениям и может использоваться для контроля формы вогнутых асферических поверхностей малого и среднего диаметров. Цель изобретения - повышение производительности контроля вогнутых асферических поверхностей посредством нанесения зеркально отражающего покрытия на поверхность компенсатора. Для этого на центральный участок поверхности оптического компенсатора, противолежащей плоскопараллельной пластине, нанесено отражающее зеркальное покрытие диаметром не более 0,1 от его светового диаметра. 1 ил. s fe

„„ Ж„„1753258 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

AO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ .ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° »

Изобретение относится к оптическим вительна даже к малым смешениям светодеюввЪ измерениям и может использоваться для лительной поверхности, вспомогательного .. контроля формы вогнутых асферических по- зеркала с отверстием и контролируемой поверхностей малого и среднего диаметров. верхности, что не позволяет получйть ста- О

Известен интерферометр для контроля бильную во времени интерференционную (л) формы асферических поверхностей, содер- картину при наличии вибраций в цеховых Я жащий источник"монохроматического излу-,условиях. (Л . чения, светоделитель, микрообъектив,- . Наиболее близким к предлагаемому по Q) линзу с эталонной сферической светодели- технической сущности и достигаемому ретельной поверхностью, вспомогательное . зультату является ййтерферометр для контплоское или сферическое зеркало с отвер- - " роля формы асферических поверхностей, стием, а также систему наблюдения. Недо-: содержащий источник монохроматического статком устройства является трудоемкость. излучения, микрообъектив, светоделитель, процесса контроля, так как при этом-необ-.. . образующий рабочую и эталонную ветви из: ходимо с высокой точностью выставлять лучения, систему наблюдения. установлен- вспомогательное зеркало с отверстйем; нуювэталоннойветвиизлучейия,объектив, Кроме того, интерференционная картина, плоскопараллельную пластину с эталонной получаемая на этом интерферометре, чувст.-. светоделительной поверхностью и оптиче1 (21) 4754858/28 (22) 31.10.89 (46) 07.08.92. Бюл. М 29 (71) Научно-исследовательский институт радиоэлектроники и лазерной техники МГТУ им. К. Э, Баумана (72) Б. И. Комраков, С. В, Бодров и В; А, Чудакова (56) Пуряев Д. Т. Методы контроля ойтических асферических поверхностей. -М.: Машиностроение, 1976, с. 134-136, 78-82;

Комраков Б..М., Чудакова В. А. Контроль формы асферических поверхностей с пО- мощью лазерного интерферометра. — ОМП, 1961, N 10, с. 34, рис. 1а.

:: (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ВОГНУТЫХ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к оптическим измерениям и может использоваться для контроля формы вогнутых асферических поверхностей малого и среднего диаметров.

Цель изобретения — повышение производительности контроля вогнутых асферических поверхностей посредством нанесения зер. кально отражающего покрытия на поверхность компенсатора. Для этого на центральный участок поверхности оптического компенсатора, противолежащей плоскопараллельной пластине. нанесено отражающее зеркальное покрытие диаметром не более 0,1 от его светового диаметра.

1 ил.

1753258 ский компенсатор, установленные в рабочей ветви излучения, Недостатком известного интерферометра является четырехкратное прохождение лучей через оптический компенсатор, что приводит к жестким допускам на взаим ное расположение плоскопараллельной пластины с эталонной светоделительной поверхностью, оптического компенсатора и контролируемой поверхности, Трудность установки компенсатора и контролируемой поверхности в рабочее положение создает неудобство при эксплуатации интерферометра и снижает производительность контроля.

Цель изобретения — повышение производительности контроля посредством нанесения зеркально отражающего покрытия на поверхность компенсатора.

Цель достигается тем, что в устройстве на центральНый участок поверхности оптического компенсатора, противолежащей плоскопараллельной пластине, нанесено зеркальное отражающее покрытие диаметром не более 0,1 от его светового диаметра, что позволяет повысить производительность контроля, так как на компенсационный элемент падает параллельный пучок излучения, что делает интерферометр полностью нечувствительным к продольным и поперечным смещениям оптического компенсатора. Для получения интерференционной картины достаточно расположить контролируемую поверхность от оптического компенсатора на расстоянии, равном половине радиуса кривизны контролируемой поверхности при вершине. При неточной установке контролируемой поверхности интерференционная картина легко получается при небольшом смешении контролируемой поверхности вдоль оптической оси.

Рабочая ветвь интерферометра построена таким образом, что излучение отражается от контролируемой поверхности дважды в симметричных относительно ее вершины точках. Поэтому искривление полос в каждой зоне интерференцион.ной картины . обусловлено алгебраической суммой ошибок формы контролируемой поверхности в двух зонах, расположенных симметрично относительно ее вершины, поэтому изобретение предпочтительнее применять для контроля поверхностей, технологический процесс изготовления которых не приводит к появлению несимметричных ошибок. Это условие выполняется, например, при изготовлении асферических поверхностей методом вакуумной асферизации, где возможно лишь появление зональных осесимметричных ошибок.

10

На чертеже изображена оптическая схема интерферометра.

Интерферометр содержит источник 1 монохроматического излучения, микрообьектив 2, светоделитель 3, объектив 4, плоскопараллельную пластину 5 с эталонной светоделительной поверхностью 6, оптический компенсатор 7, на центральный участок поверхности которого, противолежащей плоскопараллельной пластине 5, нанесено зеркальное отражающее, покрытие 8 диаметром 01 не более 0,1 от его светового диаметра Dc>. устройство снабжено также системой 9 наблюдения, с помощью кото15 рой выполняется анализ интерференционной картины, по результатам которого оцениваются ошибки формы контролируемой поверхности 10.

Интерферометр работает следующим

20 образом.

Параллельный пучок от источника 1 монохроматического излучения проходит через микрообъектив 2, светоделитель 3, объектив 4 и разделяется эталонной свето25 делительной поверхностью 6 плоскопараллельной пластины 5 на два пучка.

Отраженный пучок является эталонным, а прошедший попадает в рабочую ветвь, где он, пройдя через оптической компенсатор 7, 30 отражается от контролируемой поверхности 10 и фокусируется в точку F . Оптический компенсатор 7 расположен в рабочей ветви интерферометра. таким образом, что точка пересечения его последней

35 поверхности с оптической осью совмещена с точкой F . А так как на центральную часть этой поверхности диаметром D1 не более

0,1 ее светового диаметра О нанесено зеркальное отражающее покрытие 8, то лучи

40 отражаются от нее вновь к контролируемой поверхности 10, от которой претерпевают повторное отражение, вновь проходят через оптический компенсатор 7, плоскопараллельную пластину 5 с эталонной

45 светоделительной поверхностью 6, объектив 4 и с помощью светоделителя 3 направляются в систему 9 наблюдения, где анализируется интерференционная картина, полученная в результате взаимодейст50 вия пучка, отраженного от светоделительной эталонной поверхйости 6, и пучка, пришедшего из рабочей ветви. Ширина интерференционных полос регулируется в интерферометре наклоном плоскопарал55 лельной пластины 5, Зеркальный участок 8 диаметром 01

<0,1Dcs последней поверхности компенсатора экранирует центральную часть контролируемой поверхности, Однако подавля1753258 обходимости в поперечных смешениях и наклонах контролируемой поверхности повышает производительность кднтроля,"

Кроме того, интерференционная картина, получаемая на предлагаемом интерферометре, стабильна во времени, так как малые наклоны и поперечные смешения элементов интерферометра и контролируемой поверхности не вызывают изменения ширины и положения интерференционных полос, что позволит применять данйое изобретение в цеховых условиях для серийного контроля вогнутых асферических зеркал.

Составитель B. Климова

Техред М,Моргентал Корректор ЕЯапп

Редактор О.Головач

Заказ 2758 . Тираж: " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101 г ющее большинство вогнутых асферических поверхностей имеют нерабочую центральную часть в пределах 0,1 0СВ или даже выполняется с отверстием в центре. Кроме. того, при диаметре зеркального участка 5

801 0,10cg интерферометр обладает преимуществом по удобной установке контролируемой поверхности в положение контроля. Это объясняется тем, что в случае наклонов контролируемой поверхности в 10 пределах 1 и ее поперечных смещений в пределах 1 мм, что может иметь место при первоначальной установке контролируемой поверхности, точка F остается в пределах зеркального участка 8, что позволяет сразу 15 наблюдать рабочую интерференционную картину после небольших смещений контролируемой поверхности вдоль оптической оси.

Между плоскопараллельной пластйной

5 и оптическим компенсатором 7 имеет ме- 20 сто параллельный ход лучей. Это обеспечивает дополнительные удобства по установке в рабочее положение оптического компенсатора 7, так как его продольные . и поперечные смешения вообще не влияют 25 на форму полос интерференционной картины. Что касается допустимых наклонов оптического компенсатора, то они составляют величину десятков угловых минут, что- значительно больше по сравнению с прототи- 30 пом, Расположение компенсатора в параллельном пучке лучей, а также отсутствие неФормула изобретения

Интерферометр для контроля вогнутых асферических поверхностей, содержащий источник монохроматического излучения, микрообъектив. светоделитель, образующий рабочую и эталонную ветви излучения, систему наблюдения, установленную в эталонной ветви излучения, объектив, плоскопараллельную пластину с эталонной светоделительной поверхностью и оптический компенсатор, установленные в рабочей ветви излучения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности контроля, на центральный участок поверхности оптического компенсатора. противолежащей плоскопараллельной пластине, нанесено зеркальное отражающее покрытие диаметром не более 0,1 его светового диаметра.