Интерферометр для контроля качества изображения по дифракционной точке и измерения волновых аберраций оптических систем

 

. б у

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскин

Соцмалистимескин

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено24,10,75 (21) 2187630/28 (5!) М. Кл 01 В 9/02 с присоединением заявки №

Государственный комнтет

Совета Инннстрав СССР оо делам нзооретоннй и открытнй (23) Приоритет(43) Опубликовано25.08.77.Бюллетень № 31 (46) Лата опубликования описания 19.09.77 (53) УДК 531.715.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

H. В. Королев и Е. М. Меньшикова (71) Заявитель (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ

ПО ДИФРАКЦИОННОИ ТОЧКЕ И ИЗМЕРЕНИЯ ВОЛНОВЫХ АБЕРРА1(ИЙ

ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть использовано, s ч а сcт нHоoсcтTиH, в контрольно-юстировочных интер»ференционных. приборах для контроля качества изображения по дифракционной точке и для ие- о мерения волновых аберрацйй оптических систем, напвимер объективов и отдельных линз микрс скопа на оптико»механических заводах.

Известен неравноплечий интерферометр(Тваймана для.измерения волновых аберраций !О оптических систем, например объективов и линз микроскопов, содержащий коллиматор, Ьветоделительнуто пластинку, эталонную плос кую поверхность, сферическую поверхность и систему наблюдения (11. !5

Световые волны, разделенные светоделительной пластинкой на два пучка, отразившись от плоской эталонной поверхности и от сферической поверхности, создают интерференцион-20 ную картину, по виду которой оценивается характер и величина аберрации исследуемой оптической системы. Неравноплечий интерферо метр Тваймана используется тол1 ко для измерения волновых аберраций и не может бытЬ

2 использован для контроля качества и изобра жения по дифракционной точке.

Известен также интерферометр для контроля качества изображения по дифракцион ной точке и измерения волновых аберраций оптических систем, например объективов и линз микроскопов, содержащий коллиматор, имеющий лазерный осветитель и объектив, светоделительную пластинку, интерференционную ячейку, выполненную из пластин и полу» сферы, и систему наблюдения, включающую объективы и окуляр (2).

-В интерферометре эталонная поверхность выполнена полупрозрачной и установлена в той же ветви, что и исследуемая система, а для разделения параллельного пучка света из осветителя используют светоделительную пластинку.

В этом интерферометре происходит потеря света на светоделительной пластинке (только 257 световой энергии попадает в систеа му наблюдения). Кроме того, в светоделитель» ной пластинке возникает интерференционная картина, накладываюшаяся на картину волно» вых аберраций.

r 60845 з

Контрастность иэображения низка за счет вредных рефлексов.

Указанные недостатки не позв.)лч>от производить контроль качества оптических систем на всех стадиях их производства, включая ! сборку, а также снижают точность измерения волновых аберраций.

Для контроля качества оптических систем на всех стадиях их производства, включая сборку, а также повышении точности измерения волновых аберраций передние фокусы; объектива коллиматора и объектива системы наблюдения совмещены, а интерферометр сна6 жен вогнутым зеркалом с дифракционным о>верстием, установленным в плоскости совмещения, и поляроидом, расположенным за оку лиром системы наблюдения.

На чертеже дана оптическая схема предла . гаемого интерферометра.

Он содержит коллиматор, состоящий иэ осветителя, включающего оптический квянто» вый генератор 1 и линзу 2, иэ объектива 3 и ирисовой диафрагмы 4; вогнутое зеркало 5; интерференционную ячейку, выполненную из пластин 6 8, линзы 9 и полусферы 10; систему наблюдения, в которую входят .объек тив 11, линза 12, окуляр 13 и поляроид

14. Вместо окуляра 13 всистеменаблюденип может быть установлена линза 15 и вин» товой окулярный микрометр 16.

ЗО

Предлагаемый интерферометр работает следующим образом.

На вогнутой алюминированной поверхнос ти зеркала 5 выполнено дифракционное от верстие, которое освещено через линзу 2 сфокусированным плоскополяризоваиным пуч ком света из оптического квантового генератора 1 непрерывного действия. Сферическая световая волна, возникающая на дифракционном отверстии, распространяется в боль 4(> шом телесном угле и попадает в объектив 3 коллиматора и в объектив. 11 системы на блюдения. После объектива 3 волна прохо» дит через иафрагму 4 fr плоскопараллельную пластинку - - 7, вырезанную из кристаллического кварца и имеющую разность хода (2>> + 1), Размер диафрагмы 4 равен диа

Л метру зрачка контролируемого объектива 17, Пластинка- 7 ориентируется так, что угол

Я между ее оптическ()й осью и плоскость>о, в которой происходят колебания электрического вектора прямолинейно поляризованного па о дающего светового пучка, составляет 45

В ячейку Фабри-Перо попадает плоская поляризованная по кругу световая волна, которая,>Б5 пройдя контролируемый объектив 17, фокусируется на плоской поверхности полусферы

:>.О, отразится от внешней ялюминированной поверхности полусферы и пройдет вновь чере;объектив. Прямой и отраженный луч за счет;60

4 отражения пт <:ф()рича<.к> и п(>верхи>)(:ти 4 0 проходит I()f>P.> ()дип и т()1 же iчя()т>) и ()бъек тивя 1 7. Отр»же»»} >(. П>)ллриз>)>>(ппп,>е по Kf)gE плоские в(мшы, п>)ой»и через пластинку

rrf)eF>f)>3>II>>«)T(.sr n )>л»(:>(опаля()изов(>ии>i>е во)>пы и объективом 3 фо«усируются пя вогну той поверх»ости верка)>я 5. И(з-эя двукрятпоГо л()охождепия через пластинку . пл()скос г>

Я полярная пи и oT f>A)r(e> rr>b» E волн по>>>) >)я иваетс s> относительпо исходной волны па 90 . Отра зиьши(:ь от поверхности зеркала 5, волны из интерфе>)енционной ячейки вместе с дифрягированиой волной попадают в объектив 11 си темы наблюдения и линзой 12 фокусируются в фокальн()й плоскости окупи()а 1 3. Поляроид

14 гасит прямой дифрагированный свет, поэ тому изображения дифракционной точки - o* нижней поверхности пластины 8 и от сфери ческой поверхности полусферы 10. Имеют максимальную интенсивность, а иэображение дифракционной картины - максимальную яр»кость. Изображение дифракцпонной точки от сфериче кой поверхности портится за счет двукратного прохождения световой волны через, контролируемый объектив 1 7.

Для наблюдения и измерении вол>юв»>х аберраций объективов имеется система, сос тояшая иэ линзы 1 5, которая пере - > -.к » рует дифракциопную картину, локализ.. >И4ую в плоскости диафрагмы 4, в плоскость измерительной сетки винтового окулярпого микрометра 1 6. Волновые абберации наблюдают.и измеряют с учетом того, что из-за дву кратного прохождения света через микрообъектив одна интерференционная полоса со ответствует. разности хода, Для контро»

i ля объективов, рассчитаннь>х на иную длину тубуса, вводят,линзы О с соответствующими фокусными расстояниями.

Формула изобретения

Интерферометр для контроля качества изображения по дифрякциоиной точке и измерения волновых аберраций о>ггических систем, например объективов и линз микроскопов, содержащий коилиматор, имеюп;ий лазерный осветитель и объектив, интерфереи ционную ячейку; выполненную из пластин и полусферы, и систему наблюдения, включающую объективы и окуляр, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью контроли качества оптических систем на всех стариях их производства, включая сборку, а также повышения точности измерения волновых аберраций, передние фокусы объектива коллиматора и объектива системы нябл«)дания совмещены, а интерферометр снабжен вогнутым зеркалом с дифракционпым отверс569045

Составитель Лобзова

Редактор A Шагова Техред Н. Андрейчук Корректор С. Юдченко

Заказ 3278/31 Тираж 907 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Э филиал llllll Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 тием, установленпым в плоскости совмещения, vi поляроидом, расположенным за окуляром системы наблюдения.

Источники информапии, принятые во внимание при акспертизе:

f. Тюуаеп T,An Dnterfегоtneter for eatung camera censeg, 1 ада. îðt.:ов, 22, t9ZO- S<.

2. Авторское свидетельство СССР

B 1 80377, кл, Е 01 В 9/02, 1 960.