Интерферометр для контроля качества высокоапертурных вогнутых сферических поверхностей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii 706689 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.07.78 (21) 2645575/25-28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 В 9/02

G 01 В 11/24

Геаудврственный камитет

СССР но делам изобретений и аткрытнй

Опубликовано 30.1279- Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30.12.79 (53) УДК 531. .715.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Д. Т. Пуряев и Н. Л. Лазарева

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище имени Н. Э. Баумана (71) Заявитель (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ВЫСОКОАПЕРТУРНЫХ ВОГНУТЫХ СФЕРИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности, для контроля качества высокоапертурных вогнутых сферических поверхностей линз и зеркал большого диаметра (свыше 300 мм).

Наиболее близким к изобретению но своей технической сущности является интерферометр для контроля качества высокоапертурных вогнутых сферических поверхностей, содержащий

10 последовательно расположенные на одной оптической оси монохроматический источник света, разделительную плоско-параллельную пластинку; фокусирующий объектив и линзовый компенсатор, у которого центр кривизны первой вогнутой сферической поверхности совмещен с задним фокусом объектива, систему для наблюдения и регистрации интерференционной картины (1).

Недостатком известного интерферометра является то, что при применении его для контроля

20 вогнутых сферических поверхностей компенсатор представляет собой концентрический или положительный апланатический мениск, поэтому диапазон параметров контролируемых поверхностей ограничен апертурой объектива: в лучшем случае апертура контролируемой поверхности равна апертуре объектива, а в худшем — значительно меньшее ее.

Кроме того, известный интерферометр имеет сложную конструкцию, Целью изобретения является расширение диапазона параметров контролируемых поверхностей и упрощение конструкции.

Для этого предлагаемый интерферометр снабжен плоским зеркалом с отверстием, установленным между фокусирующим объективом и линзовым койпенсатором под утлом к оптической оси, а линзовый компенсатор выполнен в виде отрицательной апланатической линзы„ центр кривизны выпуклой поверхности которой совмещен с изображением отверстия плоского зеркала.

На чертеже изображена оптическая схема интерферометра для контроля качества высокоапертурных вогнутых сферических поверхностей.

Интерферометр содержит последовательно расположенные на одной оптической оси 0 -0

3 70668 монохроматический источник 1 света, фокусирующий объектив 2, плоское зеркало 3 с отверстием, установленное под углом к оптической оси Π— О, и.линзовый компенсатор,, выполненный в виде отрицательной апланатической линзы 4, центр кривизны выпуклой поверхности которой совмещен с изображением отверстия .плоского зеркала 3, систему для наблюдения и регистрации интерференционной картины, включающую окуляр 5, линзу 6, объектив 7 и 10 фотопленку 8, контролируемую поверхность 9.

Работает описываемый интерферометр следующим образом, Лучи света, выходящие из монохроматического источника 1 света, например лазера, фоку- 15 сируются объективом 2 на отверстии зеркала 3 (в точку А), затем преломляются вогнутой поверхностью отрицательной апланатической линзы 4, образуя изображение точки А в точке А, 1 совмещенной с центром кривизны С выпуклой N поверхности линзы 4. Поэтому лучи света падают нормально на выпуклую поверхность линзы

4, частично отражаются от нее, а частично направляются к контролируемой поверхности 9, отражаются от нее и повторяют свой путь в обратном направлении. Лучи, отраженные от выпуклой поверхности линзы 4, создают эталонный волновой фронт сравнения, а лучи, отраженные от контролируемой поверхности 9 — анализируемый волновой фронт, При настройке интерферометра линза 6, объектив 7 и фотопленка 8 выключаются из хода лучей, а глаз наблюдателя располагается непосредственно за окуляром 5.

Апланатическую линзу 4 смещают в направлении

М l перпендикулярном к оптической оси Π— О, Так З5 как величина смещения очень мала. (в предель" ном-случае равна диаметру отверстия плоского зеркала 3); то апланатическая линза 4 не внесет аберраций ни в отраженный, ни в преломленный пучок лучей. Совмещая два изображения точки

А, пострбепиые лучами, отраженными от выпуклой поверхности линзы 4 и контролируемой поверхности 9, включают линзу 6 и наблюдают интерференционную картину, по которой и производят контроль. Для фотографирования интер- 45 ференционной картины используют объектив 7 и фотопленку 8 (образующие фотокамеру).

В описываемом интерферометре выполнение-. линзового компенсатора в виде апланатической линзы 4 существенно расширяет диапазон пара- метров контролируемых поверхностей, так как линза 4 в и раз увеличивает апертуру пучка лучей, выходящего из фокусирующего объектива 2 (n — показатель преломления апланатической линзы}. В роли последнего можно использовать микрообъектив с телецентрическим хо- .

9 4 дом лучей. Если числовая апертура микрообьектива равна 0,5, а показатель преломления

n = 1,8, то интерферометр позволит контролировать сферические поверхности, диаметры которых в 1,8 раза больше, радиуса. Ни один из существующих интерферометров, предназначенных для контроля вогнутых сферических поверхностей большого диаметра, не имеет такой воз. можности, Кроме того, в описываемом интерферометре в отличие от известного используется зеркало 3 с малым отверстием (диаметр отверстия

0,2 — 0,3 мм), а не разделительный элемент с полупрозрачной поверхностью раздела. Применение зеркала с отверстием преследует две цели существенно увеличить светосилу интерферометра и отсечь вредные лучи, возникающие из-за многократных отражений внутри фокусирующе- . го объектива 2. Таким образом, в описываемом интерферометре возникает контрастная интерференционная картина, не имеющая вредного фона, обычно возникающего в лазерных интер- феро метр ах.

Упрощение конструкции интерферометра достигнуто благодаря тому, что примерно на

80% узлы интерферометра состоят.из унифицированных деталей, серийно изготавливаемых нашей промышленностью, что создает предпосылки для серийного изготовления интерферометра в короткие сроки.

Формула изобретения

Интерферометр для контроля качества высокоапертурных вогнутых сферических поверхностей, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси монохроматический источник света, фокусирующий объектив и линзовый компенсатор, систему для наблюдения и регистрации интерференционной картины, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона параметров контролируемых поверхностей и упрощения конструкции, он снабжен плоским зеркалом с отверстием, установленным между фокусирующим объективом и линзовым компенсатором под углом к оптической оси, а линзовый компенсатор выполнен в виде отрицательной апланатической линзы, центр кривизны выпуклой поверхности которой совмещен с изображением отверстия плоского зеркала, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР N 373519, кл. 6 01 В 9/02, 1973 (прототип).

706689

Составитель Л.:Лобзова

Техред О.Андрейко, Корректор Е,Лукач

Редактор О. Юркова

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8205/34, Тираж 845

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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