Стенд контроля оптики Советский патент 1984 года по МПК G01M11/00 

Изобретение относится к оптикомеханическим устройствам и может быт использовано для технологического и аттестационного контроля рабочей поверхности астрозеркал, в том числе дифракционного качества, а также для контроля качества разгрузки, Известен стенд для контроля оптических систем, состоящий из вакуумной камеры, на оси которой установлен параболический коллиматор, двух. сканирующих зеркал и испытуемого обьектаС11. Недостатками являются необходимость применения раздвигающихся втуло при изменении размера и работа камер только в горизонтальном положении, Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является стенд контроля оптики, выполненный в вид горизонтальной вакуумной кймеры, со тоящей из набора цилиндрических оболочек, интерферометра, установленного на тележке, способной перемещать последний в вертикальном и горизонтальном направлениях, разгру зочных тележек с зер калами, помещае мымив кабину вакуумной камеры. При контроле зеркал, различных по диа. метру и радиусу кривизны рабочих поверхностей, часть оболочек отстыко вывается и убирается, а интерферометр на тележке приближается или уда ляется от входного иллюминатораС23, К недостаткам стенда относятся: невозможность контроля г еркал в вертикальном и наклонном положениях их оптической оси, а следовательно и невозможность гарантии качества разгрузки зеркал в условиях эксплуатации, наличие большого количества уплотняемых стыков вакуумной камеры, что снижает надежность герметичности камеры, увеличивает трудоемкость ее эксплуатации и усложняет конструкцию Целью изобретения является упрощение конструкции, обеспечение возможности контроля зеркал при любо положении их оптической оси и повышение точности. Поставленная цель достигается тем, что в стенде контроля оптики пр имущественно особоточных астрозеркал содержащем вакуумную камеру с иллюминатором и установленным в ней исследуемым зеркалом и интерферометр, состоящий из объектива, компен сатора, светоделителя, эталонного зе 1 02 кала, расширителя пучка, лазерного излучателя, окуляра и регистратора, вакуумная камера выполнена составной из нижней подвижной и верхней частей, установленных с возможностью разворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси исследуемого зеркала, при этом объектив и компенсатор расположены в верхней части камеры с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а светоделитель, эталонное зеркало, расширитель, лазерный излучатель, окуляр и регистратор - вне камеры. Такое исполнение стенда позволит проводить контроль зеркал при любых положениях их оптической оси, т.е. в условиях, полностью имитирующих условия эксплуатации уменьшить трудоемкость переналадки при контроле зеркал с разными радиусами кривизны и повысит точность контроля за счет снижения искажений, вносимых иллюминатором . На чертеже представлена схема стенда. содержит вакуумную камеру 1, в нижней отстыковывающейся части которой на юстировочных опорах 2 установлена штатная оправа 3 с исследуемым зеркалом 4. Полуоси 5 вакуумной камеры 1 установлены в опорах 6, одна из которых снабжена приводом 7 вращения. В верхней части вакуумной камеры 1 на валу 8 установлены звездочки 9 цепных передач 10., на которых закреплены каретка 11 с объективом 12 и компенсатором 13. Каретка 11 установлена в направляющих 14, а звездочки 9 соединены с приводом 15. Объектив 12 и компенсатор 13 соединены двумя винтами 16 и расположены внутри вакуумной камеры. Стационарная часть интерферометра, состоящего из эталонного зеркала 17, светоделителя 18, расширителя 19, лазерного излучателя 20, окуляра 21 и регистра 22 установлена выше камеры 1 по ее оси. Иллюминатор 23 расположен на торце верхней части вакуумной камеры 1 так, что через него проходит параллельный пучок лучей. Стенд работает следующим образом. Исследуемое зеркало 4, закрепленное и разгруженное в штатной оправке 3, устанавливается на юстировочных опорах 2 в нижней отсоединяющейся части вакуумной камеры 1, имеющей

возможность перемещаться в горизонтальной плоскости для загрузки и выгрузки контролируемого зеркала и горизонтируется. Затем включается лазерный излучатель 20 и пучок световых лучей, пройдя расширитель 19, падает на светоделитель 18, на коjтором разделяется на два параллельных пучка. Один пучок, пройдя светоделитель 18, отражается от эталоннога зеркала 17 и возвращается к светоделителю 18, а второй - пройдя светоделитель 18, иллюминатор 23, объектив 12 и .компенсатор 13, формирую- . щий и сферический волновой фронт,падает расходящимся пучком из центра кривизны на рабочую поверхность исследуемого зеркала А, отразившись от которой, возвращается в центр кривизны и далее через компенсатор 13, объектив 12 параллельным пучком падает на светоделитель 18. Пройдя светоделитель 18 соединяется JC опорным пучком, отраженным от эталонного зеркала, и образует интерференционную картину, фиксируемую на светоприемнике 22. Качества изображения добиваются совмещения центра кривизны исследуемого зеркала 4 и фокуса компенсатора 13, для чего приводом 15 через звездочки 9 и цепъ 10 каретка 11 с объективом 12 и компенсатором 13 перемещается вертикально. Винтами 16 регулируется расстояние между объективом 12 и компенсатором 13 для совмещения их фокусов. Каретка 11 перемещается в направляющих 14. После настройки вакуумная камера 1 откачивается и вновь исследуется изображение интерференционной картины, причем вакуумная камера разворачивается приводом в опорах 6 для наклона оптической оси исследуемого зеркала 4 и контроля точности разгрузки при его наклонах.

В случае необходимости проверки зеркал с другими радиусами кривизны каретку 11 спускают или поднимают бе демонтажа камеры 1.

Предлагаемый стенд по сравнению .с базовым устройством позволит резко сократить трудоемкость контроля точ ности разгрузки зеркал за счет возможности проверки последней при любы положениях оптической оси, иммитиру щих условия ,эксплуатации, сократит трудоемкость эксплуатации за счет устранения необходимости монтажа-демонтажа обечаек вакуумной камеры при переходе с одного радиуса кривизны на другой.

Это же повысит надежность герметичности вакуумной камеры за счет отсутствия уплотняемых стыков.

Кроме того, так как через иллюминатор проходит параллельный световбй пучок, исключаются искажения волнового фронта светового пучка, что повьшает точность контроля, поскольку в базовом объекте через иллюминатор проходит расходящийся пучок. Точность повышается также за счет того, что большая часть световогопучка проходит в вакууме, исключающем влияние оптической неоднородности атмосферы.

18

СТЕНД КОНТРОЛЯ ОПТИКИ преимущественно особоточных астрозеркал, содержащий вакуумную камеру с иллюминатором и установленным в ней исследуемым зеркалом и интерферометр, состоящий из объектива, компенсатора, светоделителя, эталонного зеркала, расширителя пучка, лазерного излучателя, окуляра и регистратора, о тлич ющийся тем, что, с целью упрощения его конструкции, обеспечения возможности контроля зеркал при любом положении их оптической оси и повышения точности, вакуумная камера выполнена составной из нижней подвижной и верхней частей, установленных с возможностью разворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси исследуемого зеркала, при этом объектив и компенсатор расположены в верхней части камеры с возможностью перемещения вдоль опти0} ческой оси, а светоделитель, эталонное зеркало, расширитель, лазерный излучатель, окуляр и регистратор вне камеры.