Способ контроля качества оптических поверхностей

 

1с;вет »; i . «88 б в«Ьл и с t ъ ы ..

О П И C А Н И Е (Ä)425043

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Со ой Советских

С оциюлистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 29.05.72 (21) 1789674/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритст—

Опубликовано 25.04.74. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 07.03.75 (51) М. Кл. б 01Ь 11/30

Государственный кемитет

Савета Министров СССР во делэп изобретений и втксытий (53) УДК 531.715.2 (088,8) (72) Авторы изобретения

А. И. Бывальцев, Н. П. Ларионов, А. В. Лукин, К. С. Мустафин и Р. А. Рафиков (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение касается контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности при контроле качества оптических поверхностей.

Известен способ контроля качества оптических поверхностей, преимущественно асферических, заключающийся в том, что преобразуют фронт волны, отраженной от контролируемой поверхности или прошедший через нее, с помощью искусственной голограммы в сферический или цилиндрический и иссле уют его и:ITBpAcpc. гционным или теневым методом. Искусственные голограммы выполняют функцию оптического компенсатора.

Однако для этого способа характерно снижение точности контроля вследствие остаточIrIrx аберраций формирующей оптики устройства, реализующего этот способ. Кроме того, при использовании искусственных голограмм требуется весьма тщательная юстировка всех

ornII ec«vx элементов голографического устройства. Таким образом, известный способ имеет недостаточно высокую точность и сложный п роцесс контроля.

Предлагаемый способ отличается от известнсго тем, что изготавливают голограмму спорного oI-.тического элемента, например, сферического или цилиндрического зеркала, получают теневую или интерференционную картину фронта волны от контролируемой поверхности, преобразованного последовательно искусственной голограммой и голограммой опорного оптического элемента, и производят исследование этой картины.

5 На чертеже изображено устройство, реализующее предложенный способ контроля оптических поверхностей в отраженном свете при наличии отверстия в центре контролируемой детали.

10 Устройство содержит источник света 1, кол. иматор 2, светоделитель 8, объектив 4, искусственную компенсационную голограмму 5, опорный оптический элемент б (контролируемую поверхность), зеркало 7, голограмму 8

15 опорного оптического элемента, объектив 9, диафрагму 10 (нож Фуко) и экран 11.

Когерентный свет от источника света 1 проходит через коллиматор 2, светоделитель 3 и ооъектив 4, фокусируется вблизи фокуса F na2Э дает íà искусственную компенсационную голограмму 5, зеркально отражается ею в сторону контролируемой поверхности б, отразившись от нее в обратном направлении преобразуется голограммой 5 в сходящуюся в

25 окрестности фокуса F световую волну, падает иа объектив 4, отражается от светоделителя 3, проходит через голограмму 8, объектив 9, фильтруется диафрагмой 10 и создает на экрана 11 картину интерференции с волной, зс восстановле-шой голограммой 8 с помощью

425043

З5

45 референтного пучка, сформированного светоделителем 8 и зеркалом 7. При теневом варианте контроля зеркало 7 убирается, и на экране 11 наблюдается теневая картина фронта волны, восстановленной голограммой 8. Если поверхность 6 е имеет отступлений от заданной формы, то теневая или и"терференционная картина на экране 11 представляет однородный фон. При наличии отступлений на экране 11 возникают соответствующие перераспределения освещенности, по которым оценивают качество оптической поверхности. Для получения голограммы 8 на место контролируемой поверхности устанавливается высококачественное вогнутое сферическое или цилиндрическое зеркало с точно известным радиусом кривизны и с отверстием в середине, соответствующей юстировкой добгваются совмещения его центра кривизны с фокусом F объектива 4 и их оптических осей путем наблюдения интерференционной картины на экране 11. По получении минимального числа интерференционных полос вводят небольшую угловую расстройку между восстанавливающим и сигнальным пучками для обеспечения удовлетворительной пространственной фильтрации. Голограмму 8 экспонируют и после соответствующей ооработки (проявления, фискирования, сушки) устанавливают в преж нее положение. Опорное зеркало заменяют контролируемой деталью, причем точную установку ее относительно фокуса F производят с помощью, например, механического «шуп а», придвигаемого к опорной поверхности после того, как г становлена голограмма 8. Голограмму а нарезают алмазным резцом на алюминиповацной стеклянной подложке в соответствии с расчетными данными, полученными с помощью ЭВМ с учетом уравнения контролируемой поверхности и параметров голографического устройства (длины световой волны, расстояния от голограммы до вершины контролируемой поверхности и т. д.). Полученная т аким образом искусственная голограмма представляет систему чередующихся отражающих и неотражающих (поглощающих, рассеивающих) колец или полос. Это обеспечивает высоцкий к. п.д. голограммы 5 при использовании ее в отраженном свете. Преимуществом предложенного способа является повышение точности контроля, достигаемое путем изготовления дополнительной голограммы гысококачественного опорного оптического элемента.

Применение такой голограммы обеспечивает компенсацию аберраций, обусловленных несовершенством формирующей оптики голографического устройства и упрощает процесс контроля, так как отпадает необходимость в тщательной юстировке отдельных оптических элементов устройства. К достоинству предложенного способа относится повышение точности установки контролируемой поверхности относительно освещающего источника в соответствии с параметрами, выбранными при расчете искусственной голограммы, а также исключение необходимости учета аберраций годложки самой компенсационной голограмIlbI при ее расчете, когда контролируемая поверхность превышает световой диаметр формирующей оптики.

Предмет изобретения

Способ контроля качества оптических поверхностей, преимущественно асферических, заключающийся в том, что преобразуют фронт волны, отраженной от контролируемой поверхности или п рошедшей через нее, с помощью искусственной голограммы в сферический или цилиндрический и исследуют его интерференционным или теневым методом, о: яичаюи1ийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса контроля, изготавливают голограмму опорного оптического элемента, например сферического или цилиндрического зеркала, получают теневую или интерференционную картину фронта волны от контролируемой поверхности, преобразованного последовательно искуccTBBIIIIoff голограммой и голограммой опорного оптического элемента, и производят исследование этой картины. Редактор Т. Шагова

Составите " Лобзова

Техред Т. Курилко

Корректор А, Васильева

:Заказ 663 Изд. № 724 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва, Я-35, Раулская наб., д. 4/5

Типография ¹ 4 Союзполиграфпрома, Москва, 121019, ул. Маркса — Энгель а, 14