Интерферометр для исследования оптических неоднородностей стекла в оптических деталях

 

(72) Авторы изобретения

В. В. Вячин, О. В. Понин и Н. С. Ш (71) Заявитеяь (54) ИНТЕРФЕРОИЕТР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ

НЕОДНОРОДНОСТЕЙ СТЕКЛА В ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЯХ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в интерферометрах, предназначенных для исследования оптических неоднородностей стекла в оптических деталях и заготовках, преимуществен. но крупногабаритных.

Известен интерферометр сдвига, принцип действия которого основан на сдвиге относительно друг друга рабочего и опорного волновых фронтов (!1 .

Недостаток интерферометра заключен в трудности расшифровки интерференционной картины.

Наиболее близким по технической

% сущности к изобретению является интерферометр (по схеме интерферометра

Физо) для исследования оптических неоднородностей стекла в оптичес20 ких деталях, содержащий последовательно установленные монохроматический источник света, микрообъектив, диафрагму и полупрозрачное зеркало, 2 делящее световой поток на две ветви, в одной из которых расположен оку" ляр, а в другой — объектив и два элемента с эталонными плоскими по- . верхностями. Один из.элементов представляет собой эталонную клииозидную пластину, а другой — плоскую пласти-. ну. Объектив -состоит из двух крупногабаритных компонентов (21. . Недостатками интерферометра являются высокие требования на качество изготовления плоских эталонных поверхностей, сложность обработки интерферограммы, ввиду наличия в ней информации как о градиенте показателя преломления, так и об искажениях волнового фронта, вносимых эталлонными поверхностями. При наследовании деталей большого диаметра возникают дополнительные ошибки измерения вследствие деформации .эталонных поверхностей. Существенное влиянйе на точность исследования оказывает объектив, состоящий из двух крупногаба3 9111 ритных компонентов, сборка и юстнровка которого достаточно сложна. Все эти недостатки снижают точность исследования.

Цель изобретения " повышение точ/ S ности исследованйя.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве элементов с эталонными поверхностями используют слой ртути и слой иммерсионной жидкости, находящиеся в кювете. Кроме того, объектив выполнен в виде плосковыпуклой линзы и мениска, обращенного вогнутостью к плоской поверхности.

На чертеже изображена принципиаль- 1 ная схема интерферометра.

Интерферометр содержит монохрома тический источник 1 света, например.лазер микрообъектив 2 f3 фо2 1

20 кальной плоскости которого помещена диафрагма 3, полупрозрачное. зеркало 4, установленное под углом к оси, например, 45о, объектив 5, выполненный в виде плосковыпуклой линзы 6, и мениска 7, обращенного вогнутостью к плоской поверхности линзы 6, кювету 8, в которой находятся слои 9 иммерсионной жидкости и слой 10 ртути использованные в качестве элеменВ

30 тов с эталонными поверхностями, окуляр ll, сопряженный с фокальной плоскостью объектива 5. Исследуемая деталь 12 фиксируется в кювете 8 над поверхностью ртути. Показатель преломления слоя 9 иммерсионной жид= кости подбирается равным показателю преломления исследуемой детали !2.

Интерферометр работает следующим образом .

° Пучок от монохроматическаго источника I света собирается микрообъективом 2 на отверстии в диафрагме 3 и

45 проходит через nor.упрозрачное зерка-, ло 4. Объектив 5 преобразует сферический волновой фронт в плоский, которыя отражается от плоской поверхности слоя 9 иммерсионной жидкости и слоя 10 ртути. В поле зрения окуляра II строятся два изображения диафрагмы 3. Для наблюдения интерференционной картины окуляр 11 выключается из хода лучей, глаз наблюдателя: помещается в фокус объектива 5. В по.« ле зрения наблюдается интерференци- . г.у онная картина в виде равномерно осве-45 4 щенного поля. Исследуемая деталь 12 опускается в иммерсионную жидкость и фиксируется в кювете 8 над поверхностью ртути. По искажению интерференционной картины можно судить о градиенте показателя преломления детали. Для выравнивания интенсивностей интерферирующих волновых фронтов используются иммерсионные жидкос" ти с соответствующими оптическими плотностями.

Интерфероиетр позволяет исследовать на неоднородность оптические детали с высокой степенью точности.

Интерферометр наиболее эффективен для контроля крупногабаритных оптических деталей, для контроля которых в настоящее время нет достаточно точных приборов, удостоверяющих современному уровню производства. В качестве эталонных поверхностей применяются поверхности ртути и иммерсионной жидкости, которые под дейстзием сил тяжести приобретают сферическую поверхность с радиусом, равным радиусу Земли, т.е. они являются, практически, идеально плоскими и по качеству значительно превосходят эталонные поверхности в используемых интерферометрах. У известных интерферометров точность исследова-5. ния не превосходит 10, а у предла-7 гаемых — 10

Формула изобретения

1. Интерферометр для исследования оптических .неоднородностей стекла в оптических деталях, содержащий последовательно установленные монохроматический источник света, микрообъектив, диафрагму и полупрозрачное зеркало, делящее световой поток на две ветви, в одной из которых расположен окуляр, а в другой-объектив ц два элемента с.эталонными плоскими поверхностями, о т л ич а ю щ и ч с я тем, что, с целью повышения точности исследования, в качестве элементов с эталонными повер. хностями используют слой ртути и слой иммерсионной жидкости, находящиеся в кювете.

2. Интерферометр по п. !. о т л ич а ю щ и и с .я тем, что объектив

91!!45

Составитель Л. Лобзова

Редактор Н. Рогулич Техред Е.Харитончик Корректор В. Синицкая

Заказ 1099/22 Тираж 614 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 выполнен в виде плосковыпуклой линзы и мениска, обращенного вогнутостью в плоской поверхности линзы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Коломийцев Ю. В. Интерферометры. Л., "Машиностроение", 1976, с. 255.

2. Сакин М. Л. Инженерная оптика"

5 Л., "Машиностроение", 1976, с. 249 (прототип).