Интерферометр для контроля оптических поверхностей Советский патент 1984 года по МПК G01B9/21 G01B11/24 G02B27/54 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля качества оптических систем в оптическом приборостроении.

Известен интерферометр для контроля оптических поверхностей, .солержащир источник света« концевые плоские зеркала, телескопическую осветительную систему, микрообъектив , светопелительиый кубик и вогг нутое сферическое зеркало в ветви сравнения I. -

Недостатками данйого интерферометра является то, что при контроле асферических поверхностей требуется дополнительное специальное дорогостоящее оборудование и предъявляются высокие требования к юстировке С5бемы интерферометра.

Наиболее близким к изобретению по технической су1аност1и яв хяется интерферометр для контроля оптических поверхностей, содержащий последовательно расположенные на одной оси монохроматический источник света и формирующую оптическую сисчтему, светоделитель, делящий светог вой поток на два ветви, и иаблюдательную систему, устаиовленную в одной ветви t23Недостатком известного интерферометра является низкая производительность и точность контроля.

Целью изобретения является повышение производительности и точ-иостя коатроля.

Поставленная цель достигается тем, что интерферометр для контроля оптических поверхностей, содержащий последовательно расположенмые на одной оси монохроматический источник света и формирукицую оптическую систему, светоделитель, делящий саето1аой поток на две ветви, и наб.шс1|Дательную систему, устаиовлеиную в одиой ветви, снабжен набором диафрагм, каждая из которых пре дназначеиа для установки в формирулщей оптической системе в йлоскостн промешуточиого: изображения источника света, бинарной фазовой сиитезированной голограммой, располояепной перед светоделителем в лругой ветви, прямолинейным ножом Фуко, установленным с возможностмо продольного и поперечного переиевгения отиосительно оси наблюдатеЯьMofl систег4Ы, N объективом с перемеяннм фокусным расстоянием, раеполсжекным в иаблюдательной систю1е

На чертеже изображена приИцйпиал иап схема интерферометра для конт. роля оптических поверхностей.

Опксываекий интерферометр сояержит последовательно раслояожеяны яа одиой оои монохрсматяческий ясточамк 1 света к формярупцую оптяческую систему для формирования Э:очечного источника света, состоящую из линз. 2 и 3, набор 4 сменных диафрагм, каждая из которых предназначена для установки в формирукадей оптической системе в плоскости промежуточного изображения источника света, светоделитель 5, делящий световой поток на две ветви и выполненный в виде призмеино0 линзового блока, бинарную фазовую синтезированную голограмму б, рас-положенную перед светоделителем 5 в другой ветви, наблюдательную систему, включающую объектив 7 с пере5 менным фокусным расстоянием,

объектив 8 и окуляр 9, прймолинейный нож 10 ФУКО, уста1 овленный с возможностью продольного и поперечного перемещения относительно оси наблюдательной CHCTeNU.

Интерферометр работает следующим образом.

Пучок света от монохроматического I источника света, собирается в ;точку линзой 2 в плоск.ости одной нз сменных диафрагм набора 4. Линзой 3 формируется точечный источ ник света в виде точки О в центре : кривизны Поверхности о светоде- . лителя 5, выполненного в виде при0 зменно-линзового блока. Поверхность я является эталонной поверхностью интерферометра . На поверхности d происходит разделение, пучка света на рабочи-й и эталонный. Прошедший,

5 являющийся рабочим, сферический волновой, фронт, падает на бинарную фазовую синтезированную голограмму 6 преобразуется в заданный асферический волновой фронт и псшает на конт- .

0 ролируемую ас.ферйческую оптическую поверхность 11. Отраженный асферический волновой фронт при обратном прохождении через бинарную фазовую синтезированную голограмму б пре5 о раэхется в сферический волновой фронт и, пройдя через светоделитель 5 собирается в точке О. Отраженная от поверхиостк « часть пучка является эталонной. Она собирается в точке О. Рабочий и эталонный пучки интерферируют, и иитерференционная картину рассматривается через объектив 7 с переменным фркхсныи расстояниёи и окуляр 9. Объектив 8в этомслучае выключается из хода лучей. При на5 блкшеиии теневой картииы прямоли- нейный нож 10 Фуко вводится таким 6б1разом, чтобы точка о полностью экранировалась, а точка О - часг тнчио. Для иаблюдеийя теневой картииы

0 испрльэуется объектив 7 и окуляр 9. При контроле качества поверхиости по точке в .иаблкщательную систему вводится объектив 8( и наблюдательная система преобразуется в микро5 скоп.-,

Введение в Формирующую систему в плоскости промежуточногЬ изображения источника света набора 4 сменных диафрагмг позволяет повысить качество предметной точки, а следовательно, и точность конт:роля.

Устанорка перед светоделителем.5 бинарной фазовой синтезированной РО лограммы б позволяет расширить функциональные возкюжности интерферометра, т.е. преобразовать сферический волновой фронт в асферический и обратно, что позволяет . контролировать оптические поверхности произвольной . Кроме того/ Дифракционная эффективность бинарной фазовой голограмАШ высока. За счет увеличения дифракционной эффективности повышается точность контроля, так как уменьшается количество рассеянного света/ повышается светопропускание схемы ин- терферС1 «е1| а и/ соответствеиио/ увеличивается Контраст интерференциойиой картине. Подбор пространственной частоты голограмм / расчетная сферическая аберрация схемы ивтёрферомегра может выть сведена практически к нулю.

Размещение sa счетоделителем 5 прямояинейного Hoka 10 Фуко/ вы полнея:йЬго .с вЬзможяоетью прецизионных подвижек вдоль и перпендякулярно оптической оси наблюдательной системы/ также позволяет расширить функциональные возможности, поскольку позволяет оценить качество кЪнтролируемой систеш по интерференционной картине/ по теневой картине и по точке/ не сбивая настройку устройства/ так Kak положение в пространстве изображения предо етяой:

Ьветящейся точки во трех контрольных опергщиях остается неизмвн ным. Это позволяет повысить точ- ; ; :. ность и производительность крнтролд/ nocKOjfbKy отлапбет необходимость

полнитфтьной юстировки дхамы ий- I терферсметрд .пёреходаи от кятерференционного метода к )МУ : и. методу контроля по точке .

Снабжение наблюдательной «aicitewi объективом с перемеяяым фокусный расстоянием позволят одной наблюдательной системой н блоодать . чество «онтролиру0|«о11 оптичёекоЙ . системы по интёрфврограмме TiQ те невой картине я по точке; vtbtaii. же повышает 11ров9вод|1тел1ья сть и удобство 9 рабЬте. П1 едпага« «й г интерферометр поэвол 1ет koRtpomf ровать асферические nOBejpxnbtmt

произвольной формы.::

ИНТЕРФЕРОМЕТР ППЯ КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, СОдержащий последовательно расположенные на одной оси монохроматический источник света и формирующую оптическую систет«1у, светоделитель, делящий световой поток на две ветви. и наблюдательную систему, установленную в одной 19етви, о т ли ч а; ю щ и и с я тем, тo, с повыаения пpQизв6дитeль ности и точности контроля, он снаб ; жен.набором диафрагм,. каждая из i которых преднаэиачеиа для установки в формирующей оптической системе в плоскости промежуточного изображения источника света, бинар ной фазовой синтезированной голоrpaiuMott, расположенной перед светоделителем в другой ветви, прякюлннейным ножом Фуко, установленным с возможностью продольного и поперечного Перемещения ртносительно оси наблюдательной системы, и объекти- вом с перемейиым фокусным расстояСП нием, расположениым в иаблюдательиой системе., . с ф сд Эд