Дифракционный интерферометр

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при контроле качества вогнутых поверхностей и волновых фронтов, сформированных объективами, в широком спектральном диапазоне. Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение ассортимента контролируемых оптических деталей. Пучок света после расширения фокусируется на зеркальную отражательную пластинку. После отражения от которой пучок попадает через первый объектив телескопической системы и рассеивающую пластинку, при прохождении через которую рассеивается, образуя рабочий пучок дифракционного происхождения, и проходит через нее, образуя опорный пучок в вершину контролируемой поверхности. Опорный пучок отражается от поверхности и при повторном прохождении через рассеивающую пластинку образует опорную сферическую волну дифракционного происхождения , которая, интерферируя с рабочим пучком, формирует изображение контролируемой поверхности, пересеченное интерференционными полосами, в плоскости чувствительной площадки фотоприемника . Для устранения ярких бликов в изображении рассеивающая пластинка изготовлена из экспонированного слоя фотоэмульсии , нанесенного на подложку в виде ахроматической четвертьволновой фазовой пластинки, при этом перед фотоприемным устройством размещен поляризатор. Интерферометр обеспечивает повышение точности измерений при расширении спектрального диапазона его работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

ф

)F>$

С= :. ь" й

CO)O3 СОВЕТСКИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕСКИХ

f ÅCÏÓÁÏÈÊ (я)5 G 01 В 9/02

ГОСУДЛРС1ВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоьРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ

К АВТОРСКОМУ СВИД (21) 4853297/28 (22) 24.07.90 (46) 15.09.92. Бюл. ¹ 34 (71) Государственный оптический институт им, С.И.Вавилова (72) В.К.Ефимов, В,И.Подоба и В,С,Образцов (56) Scott R. "Applied Optics" 1969, 8, ¹ 3, р.531.

Коломийцов Ю.В, Интерферометры. Л.:

Машиностроение, Ленинградское отделение 1976, с. 247, рис. 117. (54) ДИФРАКЦИОННЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при контроле качества вогнутых поверхностей и волновых фронтов, сформированных объективами, в широком спектральном диапазоне, Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение ассортимента контролируемых оптических деталей. Пучок света после расширения фокусируется на зеркальную отражательную пластинку. После отражения от которой пучок попадает через первый объИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при создании интерферометра для контроля качества вогнутых оптических поверхностей и волновых фронтов, сформированных объективами, в широком спектральном диапазоне.

В настоящее время в различных областях науки и техники находят широкое применение высокоточные оптико-электронные приборы, работающие в различных спектральных диапазонах. Поэтому актуаль. Ж«, 1762116 А1 ектив телескопической системы и рассеива1ощую пластинку, при прохождении через которую рассеивается, образуя рабочий пучок дифракционного происхождения, и проходит через нее, образуя опорный пучок в вершину контролируемой поверхности.

Опорный пучок отражается от поверхности и при повторном прохождении через рассеивающую пластинку образует опорную сферическую волну дифракционного происхождения, которая, интерферируя с рабочим пучком, формирует изображение контролируемой поверхности, пересеченное интерференционными полосами, в плоскости чувствительной площадки фотоприемника. Для устранения ярких бликов в изображении рассеивающая пластинка изготовлена из экспонированного слоя фотоэмульсии, нанесенного на подложку в виде ахроматической четверт волновой фазовой пластинки, при этом перед фотоприемным устройством размещен поляризатор. Интерферометр обеспечивает повышение точности измерений при расширении спектрального диапазона его работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ной является проблема создания соответствующих контрольно-измерител ьн ых устройств, Ее решение позволит контролировать аберрации оптических систем на различных длинах волн излучения и изменять чувствительность интерферометрического контроля в широких диапазонах.

Известны интерферометры с совмещенными ветвями, которые могут быть использованы при работе на различных длинах волн. Например, дифракционный интерферометр с рассеивающей пластинкой, вклю1762 1 16 чающий последовательно установленные в пучке света фокусирующий объектив, полупрозрачную пластину, расположенную под углом 45 к оптической оси, рассеивающую пластинку, изделиедержатель и фотоприемное устройство, Основным недостатком интерферометра является наличие в его схеме полупрозрачной пластины, из-за которой происходят большие световые потери. Кроме того, часть исходного пучка света дважды проходит через рассеивающую пластинку без рассеяния и образует на выходе интерферометра яркое световое пятно в центре поля зрения, что мешает визуальному наблюдению и фотографированию интерферогрэ лмы.

Эти недостатки в значительной степени устранены в интерферометре с дифракционной точкой, Он включает источник излучения, формирующую оптику, наклонную плоскопараллельную пластину с малым отражателем на оптической оси, объектив, светоделитель с дифракционной точкой, изделиедержатель, второй обьектив и фотоприемную систему, Этот интерферометр обладает сравнительно невысокой точностью в широком спектральном диапазоне из-за нарушения соосного расположения оптических элементов вследствие переменного параллельного смещения пучков света в наклонной плоскопараллельной пластине, возможного двоения иэображения вследствие переотражений и наложения ярких бликов на интерферограмму, Целью изобретения является повышение точности контроля и расширение ассортимента контролируемых оптических деталей.

Поставленная цель достигается тем. что в дифракционном интерферометре, содержащем последовательно установленные источник излучения, расширитель пучка, формирующий обьектив, светоделитель, де. ржатель объекта и фотоприемную систему, размещены за светоделителем первый объектив, плоскопэраллельная пластина с отражателем. ориентированная перпендикулярно оптической оси и выполненная с выступом, на котором установлен отражатель, второй обьектив, причем светоделитель выполнен в виде рассеивающей пластины, Дополнительное повышение точности достигается зэ счет того, что интерферометр снабжен поляризатором, размещенным перед фотоприемной системой, источник излучения выполнен в виде источника AllGGKofloëÿðèçîâàííoão излучения, а рассеивающая пластина выполнена из экс5

55 понированного слоя фотоэмульсии, нанесенного на подложку в виде ахроматической четвертьволновой фазовой пластины, и ориентирована таким образом, что главные оси четвертьволновой фэзовой пластины образуют угол 45 с плоскостью поляризации излучения источника.

На фигуре приведена оптическая схема дифракционного интерферометра с рассеивающей пластиной.

Интерферометр включает источник 1 излучения, формирующую оптику, состоящую из последовательно размещенных вдоль оптической оси расширителя 2 пучка и формирующего объектива 3. отражатель 4, закрепленный на выступе, ориентированном вдоль оптической оси контролируемой детали и жестко связанном с плоскопараллельной пластиной 5, которая установлена перпендикулярно оптической оси детали, первый обьектив б телескопической системы, рассеивающую пластину 7, которая со-. вмещается с центром кривизны или фокусом контролируемой детали 8 в изделиедержателе, второй обьектив 9, расположенный по хоцу луча за плоскопараллельной пластиной, поляризатор 10. Фотоприемное устройство, состоящее из обьективэ 11 и чувствительной площадки фотоприемника

12, Дифракционный интерферометр работает следующим образом. Пучок света от источника 1 излучения расширяется расширителем 2 и фокусируется формирующим объективом 3 на отражатель 4, соединенный с прозрачной плоскопараллельной пластиной 5. После отражения от отражателя 4 пучок попадает на первый объектив 6 телескопической системы и фокусируется им через рассеивающую пластину 7 в вершину контролируемой детали 8. При прохождении через рассеивающую пластину 7 исходный пучок частично рассеивается, образуя рабочий пучок, а частично проходит через нее без отклонений и образует узкий опорный пучок. Рабочий пучок после отражения от контролируемой детали 8 проходит через рассеивающую пластину 7 без отклонений.

Опорный пучок отражается от детали 8 и при повторном прохождении через рассеивающую пластину 7 рассеивается, образуя опорную сферическую волну в рассеянном излучении, которая интерферирует с рабочим пучком. Первый и второй обьективы 6, 9 телескопической системы и обьектив 11 фотоприемной системы формируют изображение контролируемой детали 8, пересеченное интерференционными полосами, в плоскости чувствительной площадки 12 фотоприемника.

1762116

Составитель В. Подоба

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор М, Демчик

Редактор

Заказ 3251 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Если излучение источника 1 линейнополяризовэно, а рассеивающая пластина выйолнена на подложке в виде ахроматической фазовой четвертьволновой пластины, то перед объективом 11 фотоприемной систе- 5 мы размещают поляризатор 10. Поляризатор ориентируют таким образом, чтобы излучение в бликах на выходе интерферометра было погашено. Рассеивающую пластину 7 поворачивают вокруг оптической 10 оси до тех пор, пока яркость интерферограммы не будет максимальной.

Формула изобретения

1. Дифракционный интерферометр, со- 15 держащий последовательно установленные источник излучения, расширитель пучка излучения, формирующий обьектив, светоделитель, держатель объекта и фотоприемную систему,отличающийся тем,что,с 20 целью повышения точности и расширения ассортимента контролируемых оптических деталей, он снабжен последовательно установленными по ходу излучения за светоделителем первым обьективом плоскопараллельной пластиной с отражателем, ориентированной перпендикулярно оптической оси и выполненной с выступом, на котором установлен отражатель, и вторым объективом, а светоделитель выполнен в виде рассеивающей пластины.

2. Интерферометр по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что он снабжен поляризатором, размещенным перед фотоприемной системой, источник излучения выполнен в виде источника плоскополяризованного излучения, а рассеивающая пластина выполнена из зкспонированного слоя фотоэмульсии, нанесенного нэ подложку в виде ахроматической четвертьволновой фазовой пластины, и ориентирована таким образом, что главные оси четвергьволн..вой фазовой пластины составляют угол 45 с плоскостью поляризации излучения источника,