Интерферометр для контроля формы поверхности выпуклых сферических деталей Советский патент 1989 года по МПК G01B9/02 

I .

Изобретение относится к области оптического приборостроения, занятого изготовлением оптических деталей :большого диаметра, а точнее, к интерферометрам, предназначенным для конт;роля высокоточных сферических поверхностей линз и зеркал большого диаметра.

Известен интерферометр для контроля формы поверхности выпуклых сфери 10ческих деталей, содержащий источник монохроматического излучения, установленные последовательно по ходу излучения зеркало, расположеное с возможностью углового перемещения, первый объектив и светоделитель, на одном выходе излучения из которого последовательно установлены второй объектив и фотопластинка, а на другом - компенсатор и линзовая система. Недостатком известного интерферометра является ограниченность диапазона его применения, так как он пригоден только для .контроля поверхностей в проходящем свете..Кроме того, для каждой поверхности необходим компенсатор индивидуального назначения, который необходимо устанавливать в правильное положение в каждой контрольной операции. Целью изобретения является расширение диапазона контролируемых по.верхностей, повышение производительности и точности контроля. Указанная цель достигается тем, что интерферометр снабжен последовательно размещенными за линзовой системой вторым компенсатором, вторым светоделителем, на одном выходе излучения из которого последовательно установлены третий объектив и вторая фотопластинка, а на другом - четвертый объектив и второе зеркало, входная и выходная поверхности линзовой системы выполнены в виде сферических эталонных поверхностей, а линзовая система размещена таким образом, что центр кривизны выходной сферической эталонной поверхности ее совмещен с фокусом первого объектива, а центр кривизны ее входной сфериче кой эталонной поверхности - с задним фокусом четвертого объектива. Кроме того, линзовая система выполнена в виде двух положительных менисковых линз и двух расположенны между ними плосковыпуклых линз, а выпуклые поверхности менисковых лин обращены к плоским поверхностям пло ковыпуклых линз. Кроме того, линзовая система выполнена в виде двух положительных менисковых линз и расположённой меж ду ними двояковыпуклой линзы. Кроме того, линзовая система вьшолнеца в виде двух положительных менисковых линз, а одна выпуклая поверхность выполнена асферической. На фиг. 1 представлена схема интерферометра для контроля выпуклых. поверхностей одного диапазона радиусов кривизны; на фиг. 2 - то же, для второго диапазона.радиусов кривизны; на фиг. 3 и 4 - варианты выполнены линзовой системы. Интерферометр содержит источник 1 монохроматического излучения, зеркало 2, установленное с возможностью углового перемещения, первый объектив 3, светоделитель 4, на одном выходе излучения из которого последовательно установлены второй объектив 5 и фотопластинка 6, а на другом компенсатор 7 и линзовая система, состоящая из линз 8, 9, 10, 11, деталь 12 с контролируемой вьшуклой поверхностью, второй компенсатор 13, второй светоделитель 14, на одном выходе излучения из которого последовательно установлены третий объектив 15, вторая фотопластинка 16, а на другом - четвертый объектив 17 и второе зеркало 18. Интерферометр работает следующим образом. . Лучи света, выходящие из источника 1 (фиг. 1), поступают на зеркало 2, затем - на объектив 3, который фокусирует пучок лучей в его заднем фокусе. Изображение заднего фокуса объектива 3, построенное светоделителем 4, компенсатором 7 и линзовой системой, строится в центре кривизны выходной поверхности линзовой системы, с которьгм совмещен центр кривизны контролируемой поверхности детали 12. Поэтому лучи света падают нормально на контролируемую поверхность детали 12, отражаются от нее, повторяют свой путь в обратном направлении и интерферируют с лучами, отраженными от выходной по ходу лучей сферической эталонной поверхности линзовой системы. По интерференционной картине, регистрируемой на фотопластинке 6, определяют погрешности контролируемой поверхности известными способами. При контроле вьтуклых поверхнрстей второго диапазона зеркало 2 выключается из хода лучей (фиг. 2), а контролируемая деталь 12 устанавливается перед линзовой системой так, чтобы центры кривизны контролируемой

поверхности детали 12 и входной поверхности линзовой системы были совмеЩены.В остальном ход лучей не отличается от хода лучей при контроле поверз ностей первого диапазона. Важным достоинством предлагаемого интерферометра является возможность автоматизации измерений, так как он не имеет перемещающихся деталей и узлов: все элементы интерферометра при смене контролируемых поверхностей занимают постоянные положения, правильность которых надежно прове if mm

ряется на любом этапе контроля по автоколлимационному отражению лучей от наружных поверхностей лкнзовой системы. Поэтому в предлагаемом интерферометре необходима только одна юстировочная операция: установка контролируемой детали в правильное положение.

Повышение производительности и точности контроля в предлагаемом интерферометре достигнуто благодаря исключению трудоемких юстировочных операций. Фиг,1 П 15 16

€ S « П 15 16

ut.3