Устройство контроля качествакристаллических линз

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБ РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ

CoIo3 Советски н

Сециапистическин

Республик (ii(836764 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 14. 08. 78 (21) 26Я105/18-23 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 07.06.81. 1оллетень @21

Дата опубликования описания 09.06. 81 (512®

H 03 H 3/02

311оуднрстеенный квинтет

СССР но донни нзабротений к открытий (53) УДК 621. 372. .412(088.8) ка, Е.И. Лазорина, В.В. Сидоренко, A.Â. Золотов (54) УСТРОИСТВ0 КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ

ЛИНЗ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении кварцевых резонаторов.

Известно устройство контроля качества кристаллических линз, которое содержит последовательно размещенные источник света, диафрагму, кювету, наполненную иммерсионной жидкостью, с образцом, поляроид н экран.

Источником света служит ртутная лам10 па сверхвысокого давления с кварцевым .конденсором 511.

Недостатком известного устройства является сложность контроля

15 и установки образца.

Наиболее близким по технической сущности и достщ аемому результату является устройство контроля качества кристаллических линз, содержащее последовательно размещенные на оптической оси источник излучения, коллиматор, полупрозрачное зеркало Г23.

Недостатком известного устройства является невысокая точность контроля качества кристаллических линз из-за

Ф искажений интерференционной картины в связи с двойным лучепреломпением в линзе.

Келью изобретения является повышение точности контроля качества кристаллических линз.

Это достигается тем, что в устройство контроля качества кристаллических линз, введены расположенные за полупрозрачным зеркалом последовательно на оптической оси держатель для линз с приспособлением для их поворотов вокруг оптической оси; поляроид, негативная фотомаска и фотоприемник, регулируемый фотоэлектрический блок динамического запоминания уровня отсчетного сигнала, расположенный на расстоянии удвоенной апертуры от полупрозрачного зеркала, блок сравнения, к .выходу которого подключен индикатор качества крисчепреломпения.

55 таллических линз, при этом входы блока сравнения соединены соответственно с выходами фотоприемника и регулируемого фотоэлектрического блока динамического запоминания уровня отсчетного сигнала.

На чертеже представлено предложенное устройство.

Устройство содержит последовательно размещенные на оптической оси источник монохроматическаго плоскополяризованного света 1 (лазер); коллиматор 2, создающий световой поток с площадью сечения, равной площади линзы; полупрозрачное зеркало 3, разделяющее световой поток на два равных потока и направляющее один поток на исследуемую линзу 4, а другой — на регулируемый фотоэлектрический блок динамического запоминания отсчетного сигнала 5, а также держатель 6 линзы-резонатора обеспечивающий правильную установку исследуемой линзы, полароид 7, преобразующий эллиптически поляризованный световой поток в линейно поляризованный; негативную фотомаску 8, служащую для сравнения интерференционных полей исследуемой и эталонной линз-резонаторов и для образования сигнала-отклойения; фотоприемник сигнала сравнения интерференционных полей эталонной и исследуемой линз 9, преобразующий световой сигнал в электрический; блок сравнения сигналов 10, соответствующие входы которого подсоединены к выходам регулируемого фото° электрического блока 5 и фотоприемника сигнала сравнения интерференционных полей 9 и индикатор качества кристаллической линзы 11, измеряющий электрический сигнал, пропорциональный отклонению интерференционных картин исследуемой линзы от интерференционной картины эталонной линзы.

Регулируемый фотоэлектрический блок динамического запоминания уровня отсчетного сигнала 5 расположен на пути оураженного от зеркала-делителя

3 светового потока на расстоянии удвоенной апертуры полупрозрачного зеркала и обеспечивает регистрацию уровня отсчетного сигнала, Поляризационный монохроматический луч от источника 1 (ЛГ-. 75)проходит через коллиматор 2, формирующий поток параллельных лучей заданного сечения, который падает на полупроз36764 рачное зеРкало-делитель 3 и делится им на два потока: отраженный и проходящий.

Отраженный от зеркала-делителя

5 пучок попадает на вход регулируемого фотоэлектрического блока динамического запоминания уровня отсчетиого сигнала 5, а проходящий пучок направ,ляется на исследудемую линзу 4.

В исследуемой кристаллической линзе

4 каждый световой луч вследствие двойного лучепреломления делится на два луча (обыкновенный и необыкновенный} с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации и показателями пр"-ломления по и п соответственно.

Проходя через линзу, эти когерентные лучи приобретают разность фаз, зависящую от длины 0 пройденного ими

20 оптического пути в материале линзы

Ф величины Л n=ngng H gJIHHbl BOJIHbI света Я.. Поэтому в общем случае на выходе из линзы-резонатора каждый падающий плоскополярированный луч

25 становится эллиптически поляризованным, причем эллиптичность лучей, прошедших различные участки линзы, будет различной. Для анализа лучей за линзой помещается поляроид 7, который проектирует колебания световых векторов всех лучей в одну плоскость, в результате чего за поляроидом 7 наблюдается интерференционная картина, зависящая от разности фазсЪЧ когерентных лучей, образующихся в результате двойного луgV= В(- )

Если главное сечение кристаллической линзы, направление которого должно быть отмечено реперной точкой на краю линзы, составляет угол 45 с плоскостью поляризации поляроида

7, что достигается соответствующей установкой линзы в держателе 6, .то интерференционная картина будет состоять из системы темных и светлых колец. Изменения геометрической формы линзы-резонатора по апертуре светового пучка и ее ориентации относительно кристаллографических осей, а также наличие внутренних неоднородностей в материале линзы будут приводить к измерениям величин

Р и (n0-ng) соответственно в различных точках световой апертуры, т.е. к изменениям Ag, а следова836764 . 6

3=- 30+И преобразуется в электрич кий cnr Ham 0<=Ug+ 0 К0 в+ ) фотоприемником 9, который поступает затем на соответствующий вход блока сравнения !О и сравнивается с величиной сигнала 0, поступающего на второй вход блок4 сравнения от регулируемого фотоэлектрического блока 5;

10 На выхода блока сравнения формируется электрический сигнал, равный разности сравниваемых сигналов. т.е, тельно, распределения интенсивности всета в различных точках интерференционной картины, что и используется при разбраковке исследуемых линз если исследуемая линза имеет искажения геометрической формы, ориентации кристаллографических осей или содержит внутренние дефекты, вызывающие появления локальных механических напряжений и деформаций, то ее интерференционная картина, будет искажена по сравнению с интерференционной картиной от линзы, принятой за эталон, а величина этих искажений является, таким образом, о показателем качества исследуемой линзы.

Для оперативного сравнения инте ференционных картин от исследуемой и эталонной линз световой пучок после поляроида 7, промодулированный по апертуре в результате интерференции поляризованных, лучей, направляется на негативную фотомаску 8, представляющую собой запись интерференционной картины, получающейся в месте расположения этой маски от эталонной линзы, которая при записи интерференционной картины (например, на фотопластинку) находилась на::месте исследуемой линзы. Расстояние между держателем линзы 6 и фотомаской 8 целесообразно выбирать не менне фокусного расстояния F кристаллической линзы, поскольку при этом можно, увеличивая расстояние, получить любой размер интерференционной картины и выбрать оптимальный с учетом качества фотохромного материала, входного зрачка фотоприемника и т.д. Если интерференционные картины от эталонной и исследуемой линз полностью совпадают, т,е. линзы идентичны, то интенсивность

30 света на выходе негативной фотомаски 8 будет минимальной. При отклонениях параметров исследуемой и эталонной линз интенсивность света на выходе будет возрастать на величину

3, характеризующую величину искажения интерференционной картины от исследуемой линзы по сравнению с интерференционной картиной эталонной линзы и определяющую, таким образом, качество исследуемой линзы-резонатора.

Световой сигнал сравнения ийтерфереиционных картин эталонной и исследуемой линз с интенсивнотью

Usbw =U1 - Ug.

Точность контроля будет максимальнои в том случае, если О у,=00. т.е. 02=00> и не зависит от флуктуаций интенсивности излучения лазера. Поэтому назначение блока 5

yg состоит в том, чтобы при любых изменениях интенсивности Зи„- излучения источника мгновенно изменять соответствующим образом величину Uy сигнала, поддерживая ее равной Uy. р5 Поскольку величина Ug пропорциональна Зиса, т.е.

U = Ко о = К иск ° где К вЂ” коэффициент фотоэлектрического преобразования, то блок дина-. мического запоминания уровня отсчетного сигнала 5 содержит фотоприемник светового пучка, отраженного от зеркала-делителя 3, регулируемый дели—

35 тель электрического сигнала, причем коэффициент преобразования света в электрический сигнал должен быть таким, чтобы выполнялось условие

08, к = 8U, Настройка блока 5 долж40 на производиться при помещении эталонной линзы на место исследуемой до получения 0 „,=О.

Электрическйй сигнал с выхода блок;; сравнения tO пропорциональный величине +U = К д"I искажений интер45 ференционной картины от исследуемой линзы по сравнению с интерференционной картиной эталонной линзы, измеряется индикатором 11 и является интегральной количественной характеристикой качества исследуемой линзы: чем выше качество линзы-резонатора, тем меньше показания индикатора и наоборот..

Предложенное устройство позволяет повысить точность контроля кристаллических линз за счет обнаружения мелких локальных неоднородностей материапа линзы.

836764

Формула изобретения

Устройство контроля качества кристаллических линз, содержащее после довательно размещенные на оптической оси источник излучения, коллиматор, полупрозрачное зеркало, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения. точности контроля качества кристаллических линз, в устройство введены расположенные за полупрозрачным. зеркалом последовательно на оптической оси держатель.для линз с приспособлением для их поворотов вокруг оптической л оси поляроид, негативная фотомаска и фотоприемник, регулируемый фотоэлектрический блок динамического запоминания уровня отсчетного сигнала, расположенный на расстоянии удвоенной апертуры от полупрозрачного зеркала, блок сравнения, к выходу которого подключен индикатор качества кристаллических линз, при этом выходы блока сравнения соединены соответственно с выходами фотоприемника и регулируемого фотоэлектрического блока динамического запоминания уровня отсчетного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание прн эксперти е I, Иеланхолин Н.M. Методы иссле" дования оптических свойств кристаллов. И., Наука, 1970.

2. Дитчберн P. Физическая оптика, И., Наука, 1965, с. 249.

Составитель T. Панина

Редактор Е. Братчикова Техоед С.Мигунова Корректор Ю. Макаренко

Заказ 3204/43 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

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