Интерферометр для контроля формы поверхности

 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано при контроле оптических деталей с эллиптическими и гиперболическими поверхностями и позволяет повысить точность и производительность контроля эллиптических и гиперболических поверхностей. В опорном потоке апланатическую точку мениска, сопряженную с точкой AI, совмещают с фокусом объектива, Контролируемую деталь устанавливают таким образом, чтобы фокус F2 ее эллиптической поверхности был совмещен в рабочем потоке с фокусом объектива , а фокус PI светоделительным кубиком был сопряжен с точкой AI. За диафрагмой наблюдают картину интерференции опорного и рабочего потоков. По искривлению наблюдаемых интерференционных полос судят о форме поверхности. 4 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 01 В 11/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

@ИБЛИОТ .;, .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4810597/28 (22) 05.04.90 (46) 15;08.92. Бюл. N 30 (71) Научно-исследовательский институт приборостроения (72) А.В. Бакеркин и IQ.Ï. Контиевский (56) Кривовяз Л.M., Пуряев Д,Т., Знаменская

M.À, Практика оптической измерительной лаборатории, M.; Машиностроение, 1974, с. 103-110.

==Пуряев Д.Т, Методы контроля оптических асферических поверхностей. M.: Машиностроение, 1976, с. 88-97. (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано при

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле оптических деталей с эллиптическими и гиперболическими поверхностями.

Известен интерферометр для контроля формы асферических поверхностей второго порядка. В известном интерферометре в рабочем потоке установлен сферический отражатель, центр кривизны которого совмещен с одним из фокусов контролируемдй поверхности. Отражатель вместе с контролируемой поверхностью образуют безаберрационную систему.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому эффекту к предлагае- мому устройству является иммерсионный интерферометр, содержащий последовательна установленные лазер, объектив и светоделительный кубик, делящий излучение на два потока. В каждом из потоков установлены отражательные элементы со

1 контроле оптических деталей с эллиптическими и гиперболическими поверхностями и позволяет повысить точность и производительность контроля эллйптических и гиперболических поверхностей. В опорном потоке аппанатическую точку мениска, сопряженную с-точкой А1, совмещают с фокусом объектива. Контролируемую деталь устанавливают таким образом, чтобы фокус

Fz ее эллиптической поверхности был совмещен в рабочем потоке с фокусом объектива, а фокус Р1 светоделительным кубиком был сопряжен с точкой А1. 3а диафрагмой наблюдают картину интерференции опорного и рабочего потоков. По искривлению наблюдаемых интерференционных полос судят о форме поверхности. 4 ил. сферическими поверхностями. Устройство наблюдения интерференционной картины расположено за светоделительным кубиком в авток()ллимационном ходе лучей.

Недостатком прототипа является снижение точности контроля из-за ошибок, вносимых разностью показателей преломления иммерсионной жидкости и отражателя со сферической поверхностью, Кроме того, снижена производительность измерений из-за необходимости помещенйя контролируемой детали в кювету с иммерсионной жидкостью.

Цель изобретения — повышение точности и производительности контроля эллиптических и гиперболических поверхностей.

Поставленная цель достигается тем, что усовершенствуется интерферометр для кон-, троля формы поверхности, содержащий последовательно установленные лазер, объектив, светоделительный кубик, деля3 1755041 4 щий излучение на два потока, в каждом из сопряжейа кубиком 5 с фокусом F>-поверхкоторых установлен отражательный эле- ности23.СопряженнйеточкиА1йР1линзой мент, и система наблюдения интерференци- 15 проектируются в центр диафрагмы 6. онной картины.. В интерферометре (фиг.2) объектив 8

Отличительными признаками интерфе- 5 фокусирует лазерное излучение в "фокус Fz рометра является то, что он снабжен апла- вогнутой эллийтической"поверхйости 24 опнатическим мениском, установленным в тической детали 20; 8 опорный поток введен одном иэ потоков так, что одна из его апла- мениск 14, апланатическая точка А1" которонатических точек совмещена с фокусом объ- го светоделительным кубиком 5 сопряжена ектива и вторым светоделительным 10 с фокусом F> контролируемой поверхности кубиком расйоложенным между мениском 24. Сопряженные точки А1 и F> линзой 16 и системой наблюдения так, что Светоде- проектируются в центр диафрагмы 6. лительные грани обоих кубиков" перпен- При контроле (фиг.3) выпуклой гипербодикулярны, а отражательнь|е элементы " лическойповерхности25оптическойдетали выполнены с плоскими отражающими по- 15 21 объектйв 9 в рабочем потоке фокусирует верхностямй и ориентировайй под углом к " излучение в фокус Fz поверхности 25. Аппанаправлению соответствующего потока, натическая точка А1 мениска 13 кубиком 5

На фиг.1 приведена схема интерферо- сопряжена с фокусом F> поверхности 25, метра для контроля выпуклых эллиптиче- Точки А1 и Fi линзой 17 проектируются в ских поверхностей; на фиг.2 — для 20 центрдиафрагмы 6, контроля вогнутых эллиптических поверх- Объектив 10 (фиг.4) в рабочем потоке ностей; на фиг,3 — для контроля выпуклых фокусирует Йзлучение в фокус Fg. вогнутой гиперболических поверхностей, на фиг.4 — гиперболической поверхности 26 оптичедля контроля вогнутых гиперболических по- ской детали 22. В ойорном потоке интерфеверхностей..., .. .: ......., . 25 рометра установлен мениск 14, одна из

Схемы интерферометра включают апланатических "точек которого совмещена следующие элементы: лазер 1, светоде- с фокусом Е1поверхности26; а другая аплалительный кубик 2, зеркало 3, призму 4, натическая точка, сопряженная кубиком 5 с светоделительный кубик 5, диафрагму 6, фокусом F< поверхности 26, проектируется объективы 7 -10, апланатические мениски 30 линзой 18 в центр диафрагмы 6.

11 — 14 и линзы 15 — 18. На схемах показаны B рассмотренных схемах после лазера контролируемые оптические детали 19 — 22 с 1 по ходу лучей может быть установлен расасферическими поверхностями 23 — 26. ширитель пучка (не показан), "

Интерферометр(фиг,1) сбДержйт после- Интерферометр (фиг.1) работает следудовательно установленные лазер 1, объек- 35 ющим образом. тив 7 и светоделительный кубик 2, делящий Параллельный пучок лучей, выходящий излучение на два потока. B каждом из пото- из лазера 1, объективом 7 преобразуется в ков установлены отражательные элементы, сходящийся, а светоделительный кубик 2 девыполненные сйлоскими отражающими по- — лит лучи на опорный и рабочий потоки. B верхностями,ориентированныйи подуглом 40 опорном потоке апланатическую точку к направлению соответствующеГо потока, мениска 11; сопряженную с точкой А, Один иэ потоков является рабочим, B этом совмещают с фокусом объектива 7. Контропотоке отражательным элементоЫ служит лируемую деталь 19 устанавливают таким зеркало 3, B äðóãîì потоке, который являет- . образом, чтобы фокус Fz ее эллиптической — ся опорным, отражательным элементом слу- 45 поверхности 23 был совмещен в рабочем жит призма 4, Интерферометр снабжен" потоке с фокусом объектива 7, а фокус F< апланатическим мениском 11, установлен-.. светоделительным кубиком 5был сопряжен ным в опорном потоке так, что одна из его с точкой А>. Глаз, расположенный за диаф: апланати..ескихточексовмещенасфокусом рагмой 6, наблюдает картину интерференобъектива 7. Между мениском 11 и системой 50 цйи опорного и рабочего потогов. Рабочий наблюдения, включающей линзу 15 и диаф- поток отражается от контролируемой эллипрагму 6, введен второй светоделительньiй тической поверхности, Контроль формы rioкубик 5, Светоделительные грани кубиков 2 верхности осуществляется по искривлению и 5 перпендикулярны друг другу. наблюдаемых интерференционных полос, Интерферометр (фиг,1) предназначен 55 Работа интерферометров, показанных

"для контроля формы выпуклой эллиптиче- на фиг.2 — 4, аналогична описанной, ской поверхности 23 оптической детали 10. Примейение интерферометра целеФокус обьектива 7 в рабочем потоке совме- сообразно для контроля малогабаритных щен с фокусом F2 эллиптической поверхно- (например, диаметром до 50-! 00 мм) оптисти 23, Апланатическая точка "-.> мениска 11 ческих деталей с эллиптическими и гиоербо1155041

5 . 6 лическими поверхйостями. По сравнейию с два потока, в каждом из которйх установлен прототипом интерферометр является более,-. отражательный элемент, и систему наблюпростым, т.к, в нем отсутствует кювета с дения интерференционной картины, о тл ииммерсионной жидкостью для помещений: ч а ю шийся тем, что, с целью повышения отражающего элемента и контролируемой 5 точности и производительности контроля детали. Отсутствие иммерсионной жидко-: параболических поверхностей, объектив уссти повышает пройзводительность контро-: тановлен в одном из потоков, интерфероля, т.к. устраняется операция зайолнения . - метр снабжен апланатическим мениском и кюветы иммерсионной жидкостью, и йовы- " вторым светоделительным кубиком, мениск шает точность контроля, т .к. исключаются 10 установлен в том же потоке, что и объектив, ошибки, вносимые разностью показателей так, что одна из его апланатических точек преломления иммерсионной жидкостй и от - совмещена с фокусом объектива, а второй ражательного элемента.:....,::::- .:=:;=,.;-"".:: -:,. светоделительный кубик расположен между .мениском и системой наблюдения так, что

Ф о р м у л а и з о б р "е т е н и Й,."..-.:..:: 15 светоделительные грани обоих кубиков перИнтерферометр для- контроля формы пендикулярны, а отражательнйе элементы поверхности, содержащий объектив и по- . выполнены с плоскими отражающими последовательйоустановленныелазер; свето- верхностями и ориентированы под углом к делительный кубик, делящий излучение на. направлениюсоответствующегопотока. 20

F, 1755041

Фиг.4

Составитель Ю.Контиевский

Редактор O.Cnåcèaûõ Техред M.Ìoplåíòàë Корректор И.Шулла

Заказ 2882 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Ыосква, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-изд:.тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101