Интерферометр для контроля качества оптических систем

 

Союз Советск ни

Соцналнстнчесинк

Респубпни

<и> 1) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (61) Дополнительное к авт. свид-ву.(5! )М. е(л. (22) Заявлено 15.08.80 (21) 297420б/25-28

6 О! В 9/02 с присоединением заявки № (23) П риоритет—

Гееуддретеепей кеметет

CCCP да делам азебретеекй и атерьпий

Опубликовано 23.01.83. бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания . 23.01.83 (53) УДК 531.715. .1 (088.8) {72) Автор изобретения,А. И. Кузнецов (71 ) 3 а я ви тел ь

{54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ

СИСТЕМ

Изобретение относится к контрольно-изме. рнтельной технике, предназначено для контроля качества оптических систем и может быть использовано преимущественно в производстве, занятом изготовлением крупногабаритных оптических деталей и систем высокого качества.

Известен интерферометр для контроля качества оптических систем, содержащий источник света, куб-призму, эталонное сферическое зеркало и регистратор интерференционной картины (1).

Недостатком интерферометра является ограниченный диапазон параметров контролируемых систем, а именно максимальное относительное отверстие равно 1:2,5. При этом необходимо принимать специальные меры для компенсации сферической аберрации; вносимой в,интерферирующие пучки куб-призмой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интерферометр. для контроля качества оптическиХ систем, содержащий расположенные последовательно осветительную систему с лазерным источником излучения, светоделительный блок и эталонное сферическое зеркало, регистратор интерференционной картины, расположенный в обратном ходе излучения за светоделительным блоком, выполненным так, что он представляет собой в двух взаимно перпендикулярных направлениях идентичные концентрические менисковые линзы, оптическая ось каждои из которых составляет угол 45 со светоделительной поверхностью блока, и установленным так, что центры кривизны сферичеЬ ких поверхностей менисковых линз оптически сопряжены с фокусом осветительной сис темы (2).

Недостатком интерферометра является сравнительно низкий диапазон параметров конт20 ролируемых систем, которыи определяется, в частности возможностями светоделительного блока, связанными с выбором толщины менисковых линз, поэтому максимальное эна991150 4 чение относительного отверстия контролируемыхх систем составляет 1: 1,15.

Цель изобретения — расширение диапазона параметров контролируемых оптических систем.

Поставленная цель достигается тем, что в интерферометре для контроля качества оптических систем, содержащем расположенные последовательно осветительную систему с лазерным источником излучения, светоделительный блок и эталонное сферическое зеркало, регистратор интерференционной картины, расположенный в обратном ходе излучения за светоделительным блоком, выполненным так, что он представляет собой в двух взаимно перпендикулярных направлениях идентичные концентрические менисковые линзы, оптическая ось каждой из которых составляет угол

45 со светоделительной поверхностью блока, и установленным так, что центры кривизны сферических поверхностей менисковых линз оптически сопряжены с фокусами осветительной системы, светоделительный блок ориентирован так, что выпуклые поверхности менисковых линз обращены к осветительной системе и регистратору интерференционной картины соответственно, а толщина по оптической оси каждой из менисковых линз светоделительного блока меньше светового диаметра ее выпуклой поверхности не менее, чем в

1,15 раза.

На мертеже представлена принципиальная схема одного из возможных вариантов интерферометра для контроля качества оптических систем, в случае контроля вогнутой сферической поверхности.

Интерферометр содержит расположенные последовательно осветительную систему, состоящую из лазера 1, плоских зеркал 2 и

3, телескопической системы 4 и микрообъектива 5, светоделительный блок 6, выполненный в виде двух призм 7 и 8 с наклеенными на их грани линзами 9 — 12 и эталонное сферическое зеркало 13 и расположенный в обратном ходе излучения за светоделительным блоком 6 регистратор 14 интерференционной картины.

Светоделительная поверхность блока 6 образована склеенными гранями призмы 7 и 8. На грани .призмы 7 и 8 наклеены линзы 9 — 12 соответственно. Радиусы кривизны линз выбраны так, что светоделительный блок представляет в двух взаимно перпендикулярных направлениях идентичные концентрические менисковые линзы, оптическая ось каждой иэ которых cocTRBJIHt:T угол 45 со светодели- 5З тельной поверхностью блока 6.

Светоделительный блок 6 ориентирован так, что выпуклые поверхности менисковых линз обращены к осветительной системе и реги: . ратору 14 интерференционной картины соп ветствеино, а центры кривизны сферических поверхностей линз 9-12 оптически сопряжены с фокусом осветительной системы.

Грани светоделительного блока 6 выполнены с изломом, благодаря чему толщина по оптической оси каждой из менисковых линз блока 6 меньше светового диаметра, Грани светоделительного блока 6, на которые наклеены линзы 11 и 12, выполнены с

1 изломом, благодаря чему толщина по оптической оси каждой из менисковых. линз блока

6 меньше светового диаметра ее выпуклой поверхности не менее, чем в 1,15 раз.

Интерферометр работает следующим образом.

Излучение лазера 1 направляется зеркалами

2 и 3 в телескопическую систему 4, которая расширяет его до требуемого диаметра. выходящий из .телескопической системы 4 плоский волновой фронт преобразуется микрообъективом 5 в сферический волновой фронт, падающий по нормалям на выпуклую сферическую поверхность линзы 9 светоделительного блока 6, Светоделительная поверхность блока 6 делит сферический волновой фронт на две части, одна иэ которых падает на эталонное сферическое зеркало 13 по нормали к нему, а другая — распространяется в направлении нормалей к контролируемой поверхности 15.

Отраженные от зеркал 13 и 15 волновые фронты интерферируют на светоделительной грани блока 6 и поступают в регистратор

14 интерференционной картины. Полученная интерференционная картина несет в себе информацию об ошибках формы контролируемой поверхности 15.

Расширение диапазона параметров контролируемых оптических систем достигается за счет того, что толщина по оптической оси каждой из менисковых линз светоделительного блока 6 меньше светового диаметра ее выпуклой поверхности не менее, чем в

1,15 раз, а также эа счет того, что предметная точка (фокус осветительной системы) вынесена в пространство перед интерферометром. Максимальное относительное отверстие оптических систем, которые могут быть проконтролированы предлагаемым интерферометром, составляет 1:0,8.

Формула изобретения

Интерферометр для контроля качества оптических систем, содержащий расположенные последовательно осветительную систему с лазерным источником излучения, светодительный блок и эталонное сферическое зеркало, ВН

Ти

9911 регистратор интерференционной картины, рас- положенный в обратном ходе излучения за светоделительным блоком, выполненным так, что он представляет собой в двух взаимно перпендикулярных направлениях идентичные концентрические менисковые линзы, оптическая ось каждой из которых составляет угол 45 со светоделительной поверхностью блока, и установленным так, что центры кривизны сферических поверхностей мениско- lO вых линз оптически сопряжены с фокусом осветительной системы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона параметров контролируемых оптических систем, светоделительный блок ориФилиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

50 6 ентирован так, что выпуклые поверхности менисковых линз обращены к осветительной системе и регистратору интерференционной картины соответственно, à толщина по оптической оси каждой нз менисковых линз светоделительного блока меньше светового диаметра ее выпуклой поверхности не менее, чем в 1,15 раза.

Исто атикк информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коломийцев Ю. В. Интерферометры.

Л., "Машиностроение", 1976, с. 210 — 212.

2. Пуряев Д. Т. Методы контроля оптических асферических поверхностей. М., "Машиностроение *, 1976, с. 133 (прототип) .