Устройство для контроля формы зеркал

 

. (72) Автор изобретения

Ю. Д. Щеглов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ЗЕРКАЛ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам контроля формы поверхности асферических зеркал малой кривизны.

Известны устройства для контроля формы зеркал — сферометры, включающие трехточеч3 ную опору и измерительный стержень, связанный со шкалой, наблюдаемой в измерительный микроскоп. Опора и, измерительный стержень приводятся в соприкосновение с поверхностью зеркала. По линейному смешению измерительного стержня относительно плоскости, проходящей через точки касания опоры с зеркалом, вычисляется радиус кривизны контролируемого зеркала (1} .

Известное устройство имеет низкую точность

1$ контроля.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля формы зеркал, содержащее источник

20 когерентного света в виде лазера и объектива и расположенные на одной оптической oem эталонное зеркало и схему регистрации. Роль эталонного зеркала выполняет сферическая отражающая поверхность компенсатора, а схема регистрации состоит из объектива, полупрозрачной пластины и экрана. Задю и фокус объектива, в котором фокусируется излучение лазера, совмещен с центром кривизны сферической поверхности компенсатора. Лучи, отраженные от этой, являющейся эталонной, поверхности, проходя в обратном направлении через объектив, создают эталонный фронт сравнения (2}.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Цель достигается тем, что устройство снаб)КоНо располагаемыми между эталонным и капролируемым зеркалами по крайней мере пятью активными оптическими элементами, один нэ которых установлен на оптической оси устройства, а остальные — попарно в вертикальной и горизонтальной плоскостях, проходящих через оптическую ось устройства, а схема регистрации выполнена в виде двухканального фотоприемника и реверсивного счетчика.

3 79665

На фиг,1 изображена оптическая схема устройства для контроля формы зеркал; на фиг.2схема регистрации устройства.

Устройство содержит активнью элементы 1, эталонное зеркало 2, диафрагму 3 и схему 4

5 регистрации.

Схема 4 регистрации содержит светопроводы 5, фотоприемники 6, в совокупности образующие двухканальный фотоприемник, и реверсивный счетчик 7. диафрагма 3 в центре и на периферии имеет отверстия, механически свяэайа со схемой 4 регистрации и может устанавливаться в четырех положениях при повороте вокруг оси.

Тыльная сторона прозрачной подложки эталонного зеркала 2 выполнена в виде трехгранной усеченной пирамиды.

Один из активных оптических элементов 1 расположен по оптической оси О-О устройства, а остальные, в предлагаемом исполнении четыре, попарно установлены в горизонтальной и вертикальной плоскостях, проходящих через оптическую ось 0-0 устройства, симметрично вокруг первого.

Устройство работает следующим образом.

После предварительной юстировки устройства относительно контролируемого зеркала 8 лазеры, образованные эталонным зеркалом 2, активными элементами 1 и контролируемым зеркалом 8, начинают генерировать.

Частота генерации каждого лазера определяется длиной его резонатора, т. е. фактическим расстоянием между соответствующими точками

А и Б на эталонном 2 и контролируемом 8 зеркалах.

Лучи лазеров, отклоняясь пирамидальной . подложкой зеркала 3, падают на вход схемы 4 регистрации.

Диафрагма 3 может пропускать лучи только попарно.

При этом на входе схемы 4 регистрации образуется интерференционная картина, интенсивность 1 которой изменяется по синусоидальному закону с пространственнь|м периодом d.

4.

Если длины резонаторов центрального и одного иэ периферийных лазеров равны, интерференвнонная картина неподвижна.

Если длины указанных лазеров отличаются, интерференционная картина начнет перемещаться в направлении, соответствующем знаку разности, со скоростью, определяющейся величиной раз- ©

8 ф ности. Торцы светопроводов 5 пространственно разнесены на четверть периода интерференционной картины, поэтому сигналы с фотоприемников 6 будут сдвинуты по фазе относительно друг друо га на 90 . Знак фазового сдвига, зависящий от направления перемещения, т. е. знака разности длани соответствующих резонаторов, используется для.коммутации направления счета реверсивного счетчика 7.

Числа биений й1, й2, и и Ny, зарегистрированные с учетом знака реверсивным счетчиком 7, позволяют вычислить R-радиус кривизны контролируемого зеркала на участке контроля в вертикальной и горизонтальной плоскостях

ЬЕРТ 3 3 ГОР где к — постоянная прибора.

Использование в предлагаемом устройстве зависимости частоты генерации лазера от длины его резонатора и последующая регистрация числа биений их излучений позволяет, выбирая достаточно большое время регистрации, увеличить точность измерения радиусов кривизны зеркал.

Формула изобретения

Устройство для контроля формы зеркал, содержащее расположенные на одной оптической оси эталонное зеркала и схему регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено располагаемыми между эталонным и контролируемым зеркаламн по крайней мере пятью активными оптическими элементами, один из которых установлен на оптической оси устройства, а остальные — попарно в вертикальной и горизонтальной плоскостях, проходящих через оптическую ось устройства, а схема регистрации выполнена в виде двухканального фотоприемника и реверсивного счетчика.

Источники информапии, прин.- тые во внимание при экспертизе

1, Данилович Ф, М. Сборка и юстировка оптических контрольно-измерительных приборов.

Л,, "Машиностроение", Ленинградское отделение, 1976. с.209 — 213.

2. Авторское свидетельство СССР Р 373518, кл. 6 01 В 11/27, 1973 (прототип) .