Интерферометр для контроля качестваповерхностей,определения аберрацийкрупногабаритных оптических элементови исследования прозрачных неоднородностей

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублин

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

<11848996 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 110379 (21) 2735899/25-28 с присоединением заявки ¹ (я)м. кл.э

G 01 В 9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230781. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 230781 (53) УДК 531. 715.1 (088,8) (7 2) Авторы изобретения

И.И бубис И.и.Губель, и.и.духопел и A.p cepevee.

/ те

; ,У.У,, Г; (71) Заявитель (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ПОВЕРХНОСТЕЙ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ АБЕРРАЦИЙ

КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

И ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

1 2

Изобретение относится к контроль=1 но-измерительной технике и может быть использовано для контроля качества . поверхностей и аберраций крупногабаритных оптических элементов, а также для исследования больших полей неоднородностей в прозрачных средах.

Известен интерферометр с узким опорным пучком для контроля качества поверхностей, определения аберраций крупногабаритных оптических элемейтов и исследования прозрачных неоднородностей, содержащий осветительную, зеркальную и наблюдательную систему (11 °

Йедостатками этого интерферометра являются трудность получения высокой точности при больших апертурах рабочего пучка и сложность механизма управления опорным пучком.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интерферометр для контроля качества поверхностей, определения аберраций крупногабаритных оптических элементов и исследования прозрачных неоднородностей, содержащий монохрома. тический источник света, телескопическую систему, микрообъектив, регистрирующее устройство, первый светоделитель, направляющий световой поток в две ветви — рабочую и опорную, фокусирующую линзу и сканирующее зеркало, входящие в опорную ветвь, плоское зеркало, входящее в рабочую ветвь, второй светоделитель, соединяющий рабочую и опорную ветви.

Микрообъектив расположен по ходу световых лучей эа телескопической системой, которая установлена непосредственно за монохроматическим источником света. Фокусирующий элемент выполнен в виде отрицательной линзы.с возможностью фокусирующего перемещения, а .сканирующее зеркало— с возможностью поворота вокруг оси, . проходящей через фокус микрообъектива и лежащей в плоскости отражающего . покрытия. В качестве регистрирующего.

20 устройства используется глаз, фото или киноаппарат (2) .

Недостатком известного интерферометра является низкая точность и производительность контроля поверхностей с большим относительным отверстием, а также сложность механизма управления сканирующим зеркалом.

Снижение точности и производительности объясйяется тем, что известный ин30 терферометр имеет малую апертуру, 848996

50

55 вследствие чего поверхности с больщим относительным отверстием приходится проверять по частям. Сложность механизма управления сканирующим зеркалом связана с необходимостью применения механизма, который обеспечивал бы .строго совмещение оси поворота с фокусом микрообъектива и с отражающей поверхностью зеркала.

Цель изобретения — повышение точности и производительности контроля поверхностей с большим относительным отверстием.

Поставленная цель достигается тем, что микрообъектив установлен по ходу лучей после второго светоделителя телескопическая система расположена в рабочей ветви между плоским зеркалом и вторым светоделителем, фокусирующий элемент выполнен в виде положительной линзы, а сканирующее зеркало — с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси интерферометра.

На чертеже представлена принципиальная оптическая схема предлагаемого интерферометра.

Интерферометр содержит монохроматический (лазерный) источник 1 света, первый светоделитель 2, направляющий световой поток н две ветви — рабочую и опорную, фокусирующий элемент 3, сканирующее зеркало 4, ныполненное с воэможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси, плоское зеркало 5 рабочей ветви, телескопическую систему 6, расположенную между плоским зеркалом 5 и вторым снетоделителем 7, высокоапертурный .микрообъектив 8 и регистрирующее устройство 9.

Интерферометр, работает следующим образом.

Вышедший из монохроматического источника 1 света световой пучок делится первым светоделителем 2 на две ветви — рабочую и опорную.

В рабочей ветви, после отклонения 4 йлоским зеркалом.5, пучок поступает в телескопическую систему 6, формирующую параллельный пучок требуемого диаметра и, после отражения от второго светоделителя 7, заполняет зрачок высокоапретурного микрообъектива 8, формирующего пучок, лучи кото рого распространяются вдоль нормали к расчетной поверхности 10 контролируемой детали (не показана).

В опорной ветви узкий пучок света проходит через фокусирующий элемент

3 в виде положительной линзы, и после отражения от сканирующего зеркала 4 направляется параллельно оси микрообъектина 8 в его зрачок входа через второй светоделитель 7. При перемещении сканирующего зеркала 4 опорный пучок смещается параллельно оси микрообъектива 8, à его ось всегда проходит через фокус микро/ объектива 8, меняя свое угловое положение. Вследствие этого осуществляется сканирование пучком по всей апертуре.

Путем перемещения фокусирующего элемента 3 вдоль оси опорный пучок фокусируется на контролируемую поверхность 10.

После отражения обоих пучков от контролируемой поверхности 10 они накладываются друг на друга и интерферируют. Результат интерференции регистрируется с помощью регистрирующего, устройства 9 или наблюдается глазом. Качество поверхности 10 оценивают по виду интерференционной картины.

Форма полос регулируется либо перемещением всего интерферометра, либо поворотом одного из зеркал, например 5. На втором светоделителе .7 образуются две пары когерентных пучков, из которых одна создает вредный фон.

Устранить этот фон можно путем установки в опорной ветви пластины 9,/2 (не показана), а на выходе — ориентированного соответствующим образом анализатора (не показан) .

Аналогичным образом работает интерферометр при контроле неоднородностей в прозрачных средах. В этом случае контролируемая деталь заменяется образцовой, а между образцовой деталью .и интерферометром помещается исследуемая среда.

Изобретение позволяет свести к минимуму разность аберраций узких параллельных пучков и таким образом повысить точность контроля. Кроме того, предлагаемый интерферометр позволяет довести рабочую апертуру до предельно высоких значений, ограниченных только свойствами оптических материалов, а также имеет более прос- тую настройку.

Формула изобретения

Интерферометр для контроля качества поверхностей,,определения аберраций крупногабаритных оптических элементов и исследования прозрачных неоднородностей, содержащий монохроматический источник света, телескопическую систему, микрообъектив, регистрирующее УстРойство, первый светоделитель, направляющий световой поток в две нетви — рабочую и опорную, фокусирующую линзу и сканирующее зеркало, входящие в опорную ветвь, плоское зеркало, входящее в рабочую ветвь, второй светоделитель, соединяющий рабочую и опорную ветви, о т л и ч а ю щ и й— с я. тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля поверхностей с большим относительным отверстием, микрообъектив уста848996

Составитель Л.Лобзова

Редактор О.Черниченко Техред С,Мигунова корректор В.БУтЯга

Заказ 6075/52 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 новлен по ходу лучей после второго светоделителя, телескопическая система расположена в рабочей ветви между плоским зеркалом и вторым светоделителем, фокусирующий элемент выполнен в виде положительной линзы, а сканируюцее зеркало — с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оптической оси интерферометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Орлов А.А, и др. Интерферометр с узким пучком сравнения.-Журнал ОМП, 1974, Р 2, с. 24-26.

2. Авторское свидетельство СССР .

М 529362, кл. 6 Ol В 9/02, 1976 (прототип).