Интерферометр для контроля формы плоской поверхности оптической детали Советский патент 1988 года по МПК G01B9/02 G01B11/24 

оэ

05

снижения погрешностей изготовления образцовой поверхности и возможности контроля всей поверхности за один прием. Гиперболическая поверхность 4 преобразует сферический волновой фронт от точечного источника в плоский, распространяющийся в направлении нормалей к образцовой плоской поверхности 5, которая располагается при перемещении базировочно- го приспособления 7 в плоскости,пер- пендИкулярной направлению распространения излучения, над эталоном плоскости, выполненным в виде емкости 8

с вязкой жидкостью 9. Интерферирующие волновые фронты проходят оптические элементы интерферометра в обратном направлении и поступают в- регистратор 6 интерференционной картины. При фиксации базировочного приспособления 7 в другом положении под образцовой поверхностью 5 располагается стол 10 с контролируемой деталью 11, а регистрируемая интерференционная картина содержит информацию о погрешностях оптической системы интерферометр - контролируемая поверхность. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля форьй плоской поверхности крупногабаритных оптических деталей. Цель изобретения - обеспечение контроля всей площади поверхности и по- вьшгение точности контроля за счет

1

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля формы плоской поверхности крупногабаритных оптических деталей.

Целью изобретения является обеспечение контроля всей площади поверхности и повышение точности контроля за счет снижения погрешностей изготовления образцовой поверхности и возможности контроля всей поверхности за один прием.

На чертеже представлена принципиальная схема интерферометра.

Интерферометр содержит корпус 1, установленный с возможностью юстиро- вочных поворотов относительно направления распространения излучения, установленные В нем осветитель 2, выполненный в виде точечного источника А монохроматического излучения, оптический элемент 3, выполненный в виде выпукло-плоской линзы с гиперболической поверхностью 4 и плоской образцовой поверхностью 5 и ориентированный так, что фокус F гиперболической поверхности 4 совмещен с то- чечньм источником А, регистратор 6 интерференционной картины, оптически сопряженный с осветителем через образцовую поверхность 5, базировоч- ное приспособление 7 с размещенными на нем эталоном плоскости, вьшолнен- ным в виде емкости 8 с вязкой жидкостью 9, и столом 10, предназначенным для размещения детали 11 с контролируемой . поверхностью 12 и юстировки ее положения относительно образцовой поверхности 5, а базировочное приспособление 7 установлено в корпусе с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной направлению распространения излучения, и фи}ссации в двух положениях

в одном из которых под образцовой поверхностью 5 расположен эталон плоскости, а в другом - стол 10.

Осветитель 2 образован лазером и расположенными последовательно по

ходу его лучей телескопической системой, светоделителем и плоским зеркалом (позицией не обозначены). Регистратор 6 выполнен в виде фотографического объектива и фотокамеры.

Юстировочные опоры 13 предназначены для поворота корпуса 1 относительно направления распространения излучения . I

Деталь 11 размещена на столе 10

в оправе-спутнике 14, обеспечивающей ее разгрузку от влияния сил тяжести, а Юстировочные опоры 15 позволяют осуществлять юстировку ее положения относительно образцовой поверхности

5 для получения интерференционной картины требуемого вида (ширина и направление интерференционных полос) .

Виброопоры 16 предназначены для

виброизоляции емкости 8 с вязкой жидкостью 9.3 качестве вязкой жид

3

кости 9 используется техническое масло типа турбинного, вазелинового веретенного и т.п., свободная поверность которого является эталонной плЪской поверхностью 17,

Ориентация базировочного приспособления 7 в двух фиксированных положениях обеспечивается направляющими 18.

Интерферометр работает следующим образом.

Осветитель 2 формирует точечный источник А монохроматического излучения в фокусе F гиперболической поверхности 4 оптического элемента 3, Гиперболическая поверхность 4 преобразует сферический волновой фронт о точечного источника А в плоский волновой фронт, распространяющийся в направлении нормалей к образцовой плоской поверхности 5. Образцовая поверхность 5 делит поступающий на нее волновой фронт на цве части по амплитуде, одна из которых отражается от этой поверхности и представляет собой опорный волновой фронт, а вторая проходит ее и представляет собой рабочий волновой фронт.

Базировочное приспособление 7 ориентируется в одном из фиксированных положений путем перемещения по направляющим 18, в котором под образцовой поверхностью 5 располагается эталон плоскости.

Рабочий волновой фронт отражается от эталонной плоской поверхности 17 .и объединяется с опорным волновым фронтом на образцовой плоской поверхности 5 с образованием интерференционной картины. Интерферирующие волновые фронты проходят оптические элементы интерферометра в обратном направлении и поступают в регистратор 6.

Настройка интерферометра на требуемый вид интерференционной картины (20-30 интерференционных полос) осуществляется наклонами корпуса 1 с помощью юстировочных опор 13 относительно горизонтальной плоскости или, что то же самое, относительно свободной поверхности вязкой жидкости 9 (эталонной плоской поверхности 17).

Регистрируемая интерференционная картина содержит информацию о погрешностях оптической системы интерферометра.

686264

Затем базировочное приспособление 7 ориентируется в другом фиксированном положении путем его перемещения по направляющим 18, в котором под образцовой поверхностью 5 располагается стол 10 с размещенной на нем деталью 11 в оправе-спутнике 14.

Рабочий волновой фронт отражается

1Q от контролируемой поверхности 12 и объединяется с опорным волновым фрон- том на образцовой плоской поверхности 5 с образованием интерференционной картины. Интерферирующие волновые

15 фронты проходят оптические элементы интерферометра в обратном напраэле- нии и поступают в регистратор 6.

Настройка интерферометра на требуемый вид интерференционной карти2Q ны в этом случае осуществляется юстировкой детали 11 с контролируемой поверхностью 12 относительно образцовой поверхности 5 с помощью юстировочных опор 15 стола 10.

25 Регистрируемая в этом случае интерференционная картина содержит информацию о погрешностях оптической системы интерферометр - контролируемая поверхность.

2Q Разность результатов математической обработки каждой из полученных интерференционных картин представляет собой информацию только о погрешностях формы контролируемой поверхности.

35

Формула изобретения

Интерферометр для контроля формы плоской поверхности оптической дета40 ли, содержащий корпус, установленные в нем осветитель, выполненный в виде точечного источника монохроматического излучения, и последовательно расположенные по ходу излучения оп45 тический элемент с плоской образцовой поверхностью, стол для размещения детали и регистратор интерференционной картины, о тли чаю щи й- с я тем, что, с целью обеспечения

0 контроля всей площади поверхности и повышения точности контроля, он снабжен базировочным приспособлением, установленным в корпусе с возможностью перемещения в плоскости,пер5 пендикулярной направлению распространения излучения, и фиксации в двух положениях, и установленным на нем эталоном плоскости, выпо лненным в вит де емкости с вязкой жидкостью, оптиI 13686266

ческий элемент, выполнен в виде вы- ком, стол размещен на баэировочном пукло-плоской линзы с гиперболичес- приспособлении, а корпус установлен кой поверхностью и ориентирован так, с возможностью поворота относитель- что фокус гиперболической поверх- g но направления распространения из-, ности совмещен с точечным источни- лучения.