Устройство для измерения радиусов кривизны оптических поверхностей Советский патент 1988 года по МПК G01B9/02 

Изобретение относится к измерителной технике и может быть использовано для измерения радиусов кривизны оптических поверхностей.

Целью изобретения является повышение точности контроля радиусов кривизны оптических поверхностей за сче повьшения точности продольной фокусировки.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит осветитель 1 и последовательно установленные по ходу пучка лучей осветителя 1 диаф- рагму 2, в которой вьшолнены отверстия в виде колец, светоделитель.3, телескопическую систему 4, вьшолнен- нзпо в виде последовательно установленных короткофокусного 5 и длинно- фокусного 6 объективов, корригирующую голограмму 7, установленную между объективами 5 и 6 телескопической системы 4, держатель (не показан), выполненный-с возможностью смещения вдоль оптической оси устройства, образцовьй оптический элемент 8, выполненный в виде осевой синтезированной голограммы, измеритель 9 перемещений, скрепленньй с держателем, регистрирующий блок 10 выполненный в виде последовательно установленных объектива и экрана (не показаны) и оптически связанный со светоделителем 3.

Контролируемый оптический элемент 11 устанавливают в держатель.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально в держатель, уста- навливают образцовый оптический элемент 8. Параллельный пучок лучей осветителя 1 направляется на диафраг му 2, которая вьщеляет два пучка лучей. Эти пучки лучей, пройдя через светоделитель 3 , короткофокусный объектив 5, корригирующую голограмму 7 длиннофокусный объектив 6, попадают на образцовый оптический элемент 8.

Расстояние между короткофокусным 5 и длиннофокусньм 6 объективами выбирают таким, чтобы обеспечить автоколлимационный ход лучей в устройство, при этом пучки лучей, отраженные от образцового оптического эл мента 8, проходят телескопическую систему 4 в обратном направлении и, отразившись от светоделителя 3, попадают в регистрирующий блок 10.

На экране регистрирующего блока 10 образуется контрастная интерференционная картина, соответствующая интерференции пучков лучей из двух отверстий диафрагмы 2, после чего снимают отсчет измерителя 9 переме- щений. Затем убирают из держателя образцовый оптический элемент 8 и устанавливают в держатель контролируемый оптический элемент 1 1 , nocf- ле чего перемещают держатель в положение, при котором обеспечивается автоколлкмационный ход лучей в устройстве, при этом контраст интерференционных полос на экране регистрирующего блока будет максимальным, после чего снимают второй ртсчет измерителя 9 перемещений. По разности двух отсчетов определяют знак и величину отклонения радиуса кривизны контролируемой поверхности от номиняльнпго значения.

Установка корригирующей голограм мы 7 позволяет уменьшить сфериче- скую аберрацию телескопической систмы 4, что приводит к повышению контраста интерференционной картины, а следовательно, и точности измерения за счет повышения точности продольной фокусировки i

Установка диафрагмы 2 в параллелном пучке лучей осветителя 1 приводит к тому,-что форма и размер кружков рассеяния не зависят от крутизны контролируемой поверхности.

Для исключения влияния крутизны контролируемой поверхности на форму и размер кружков рассеяния, которые определяют точность продольной фокусировки, а следовательно, и точност измерения диафрагма 2 установлена между осветителем и светоделителем/ так, что выполняется условие, при котором расстояние 1., между диаф(

рагмой 2 и главной плоскостью короткофокусного объектива 5 равно

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зовано для измерения радиусов кривизны оптических поверхностей. Целью, изобретения является повышение точности контроля радиусов кривизны оптических поверхностей за счет повы- .шенйя точности продольной фокусиров f ки. Параллельный пучок лучей осве- .тителя 1 направляется на диафрагму 2, которая вьщеляет два пучка лучей. Эти пучки лучей, пройдя через светоделитель 3, короткофокусный объектив 5, коррелирующую голограмму 7, длиннофокусный объектив 6, попадают на образцовый оптический элемент 8, и в регистрирующем блоке 10 наблюдается интерференционная картина. После этого берут отсчет по измерителю 9 перемещений и убирают из держателя образцовый оптический элемент 8.Затем в держатель устанавливают контролируемый оптический элемент 11 и смещением держателя вдоль оптической оси устройства добиваются автоколлимационного хода лучей, после чего снимают второй отсчет по измерителю 9 перемещений. Разность двух отсчетов определяет знак и величину отклонения радиуса кривизны контролируемой поверхности от номинального значения . 1 ил. с « (Л 4 to ;о со

1 -J iii-g-i- i-liHfK- a), f; ч. Tf.; ч-.а - гМГь(г4- I Q -f .-Jl )-()tt(f 1) +

де f - фокусное расстояние короткофокусного объектива 5-,

f - фокусное расстояние длиннофокусного объектива 6;

f - фокусное расстояние корригирующей голограммы 7

а - расстояние от переднего

фокуса короткофокусного объектива 5 до плоскости корригирующей голограммы 7;

t - расстояние от плоскости корригирующей голограммы 7 до передней главной плоскости

YcTpo icTBo для измерения радиусов кривизны оптических поверхностей, содержащее осветитель и последователь - но установленные по ходу пучка ; осветителя светоделитель, телескопическую систему, вьшолненную в виде последовательно установленных кодлиннофокусного объектива 6 . длиннофокусного объ- - расстояние от задней главективов, держатель, установленный с возможностью смещения вдоль оптической оси устройства, образцовый оптический элемент, вьтолненный в виде осевой синтезированной голограммы и предназначенный для установки в держателе, регистрирующий блок, оптически связанный со светоделителем, измеритель перемещений, скрепленный с держателем, а также диафрагму, вьшолненную в виде непрозрачного экрана с двумя отверстиями, симметрично расположенными относительно оптической оси устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, она снабжено корригирующей голограммой, установленной между объективами телескопической системы, а диа- 35 фрггма установлена между осветителем и светоделителем так, что расстояние 1 между диафрагмой и передней главной плоскостью короткофокусного объектива выбрано из со- , отношения

, ной плоскости длиннофокусного объектива 6 до плоскости образцового оптического элемента .8,

Кроме того, точность продольной фокусировки дополнительно повышается, если в дифракционные кружки рассеивания укладьгеается хотя бы одна интерференционная полоса, при этом долж но вьшолняться условие, при котором

,5,

где L - расстояние мелсду центрами

кольцевых отверстий, D - внешний диаметр кольцевых отверстий в диафрагме 2.

При экранировании центральной; зоны отверстий диафрагма приводит к увеличению первой производной функции рассеяния, что приводит так же к повышению точности продольной фокусировки, при этом оптимальным является соотношение.,

т д fVUf - 1з)(Гк- a).f г+(г; + а - (f f - 1 + f;.lUl Va.f (f - ( a)lt(f j - 1,;) + fVl j

ективов, держатель, установлен с возможностью смещения вдоль ческой оси устройства, образцо оптический элемент, вьтолненны де осевой синтезированной голо и предназначенный для установк держателе, регистрирующий блок тически связанный со светодели измеритель перемещений, скрепл ный с держателем, а также диаф му, вьшолненную в виде непрозр го экрана с двумя отверстиями, метрично расположенными относи но оптической оси устройства, личающееся тем, что, целью повышения точности контр она снабжено корригирующей гол мой, установленной между объек вами телескопической системы, 35 фрггма установлена между освет лем и светоделителем так, что стояние 1 между диафрагмой и п редней главной плоскостью коро фокусного объектива выбрано из отношения

40

а отверстия в диафрагме выполнены в виде колец, размеры и расстояние между центрами которых выбраны из

условий

I -

Ь -2,5

де f - фокусное расстояние короткофокусного объектива

f - фокусное расстояние длинно- фокусного объектива;

f - фокусное расстояние корригирующей голограммы;

а - расстояние от переднего фокуса короткофокусного объектива до плоскости корригирующей голограммы;

- 2 d

d - внутренний диаметр кольцевого отверстия.

Форму ла изобретения

YcTpo icTBo для измерения радиусов кривизны оптических поверхностей, содержащее осветитель и последователь - но установленные по ходу пучка ; осветителя светоделитель, телескопическую систему, вьшолненную в виде последовательно установленных длиннофокусного объ-

длиннофокусного объ-

ективов, держатель, установленный с возможностью смещения вдоль оптической оси устройства, образцовый оптический элемент, вьтолненный в виде осевой синтезированной голограммы и предназначенный для установки в держателе, регистрирующий блок, оптически связанный со светоделителем, измеритель перемещений, скрепленный с держателем, а также диафрагму, вьшолненную в виде непрозрачного экрана с двумя отверстиями, симметрично расположенными относительно оптической оси устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, она снабжено корригирующей голограммой, установленной между объективами телескопической системы, а диа- фрггма установлена между осветителем и светоделителем так, что расстояние 1 между диафрагмой и передней главной плоскостью короткофокусного объектива выбрано из со- , отношения

t. - расстояние от плоскости корригирующей голограммы до передней главной плоскости , длиннофокусного объектива;

l - расстояние от задней главной плоскости длиннофокусное го объектива до плоскости, об разцового оптического элемента;

) - внешний-диаметр кольцевого отверстия в диафрагмеi

I - внутренний диаметр кольцево-- го отверстия ;

L - расстояние между центрами кольцевых отверстий.