Устройство контроля децентровки оптических поверхностей Советский патент 1988 года по МПК G01B21/30 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использовано для контроля децентров- ки оптических поверхностей при изго- товлении линз и зеркал в оптическом приборостроении.

Цель изобретения - повьопение чувствительности и точности за счет устранения погрешностей, связанных с фпуктуациями оптического излучения и разными характерист иками приемников излучения путем использования дополнительных каналов, включенных с основными приемными каналами по различ ной схеме.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит источник 1 оптического излучения,(лазер) расши- ритель 2 монохроматического излучения, контролирующую оптическую- поверхность 3, закрепленную на -поворотной платформе 4, светоделительньй блок 5, выполненньш в виде призмы, отражательные призмы 6-9, приемники 10-13 излучения (ПИ), растровый модулятор 14 анализатора изображений (МАИ), усилители 15-18 и фазовьш детектор 1 9.

Устройство работает следующим образом.

Излучение лазера 1, сформированное расширителем 2, направляется под углом //А к оптической оси контролируемой оптической поверхности 3. После отражения от контролируемой поверхности 3 поток излучения попадает на светоделительньй-блок 5, который разделяет поток на четыре части попарно по ортогональным осям X и У, Поток,. разделенный светоделитель- ным блоком 5, после первой отражательной призмы 6 попадает на ПИ 10, после отражения от второй призмы 7 - на ПИ 11, после отражения от третьей призмы 8 - на ПИ 12 и, отражаясь от призмы 9, попадает на ПИ 13.

Перед ПИ расположен радиально-сек торный растровьй модулятор 14 (МАИ) которьй вращается с постоянной угловой скоростью.

Если отсутствует децентровка, то поток излучения пересекает МАИ 14 в четырех точках на диаметрально про- тйвоположных участках растра sL и а f к сГ , расположенных по окружности сканирования МАИ 14 через . Электрические сигналы с ПИ 10-13 после

усиления (усилителями 16-18) подаются на фазовый детектор 19. Разность фаз сигналов на выходе ПИ 10 и 11, 12 и 13 в этом случае равна нулю, следовательно, сигналы на выходе фазового детектора 19 U(AX) и U(jy) также равны нулю.

Если имеется децентровка, то потоки оптического излучения, отраженные от призм 8 и 9, пересекают МАИ в точках а и а , смещенных на величину х, пропорционально величине де- центровки контролируемой поверхнрсти 3 в направлении оси X. При этом одна из оптических ветвей может быть условно принята за опорный сигнал, а другая - за измерительный. Тогда фаза сигнала в измерительном канале получит приращение J с/ -ЗбОлх/Т , где Tj( - пространственный период растра МАИ, а в опорном канапе -41/ -360лх/Т.

Разность приращений фазы сигнала ,с ПИ 13 и 12 равна

cfi/i 44 -d 720 x/T

(1)

fX X

Аналогично потоки излучения, отраженные от призм б и 8, пересекающие МАИ в точках с и cf , смещенных на величину /5у,позволяют определить децентрировку контролируемой оптической поверхности вдоль оси У.Тогда разность приращений фазы сигнала с ПИ 10 и 11 равна

с/ ч ,Л1/ ,,-йч °.720йу/Т., . , (2)

Таким образом, сигналы с выхода фазового детектора пропорциональны величинам децентрировки по ортогональным осям X и У..

Формула изобретения

Устройство контроля децентровки оптических поверхностей, содержащее оптически связанные источник оптического излучения, светоделительньй блок,, растровьй модулятор и два измерительных канала, каждый из кото- рых состоит из оптически связанных отражательной призмы и фотоприемника, установленного за растровым модулятором и усилителя, вход которого соединен с выходом фотоприемника, фазовьй детектор, первый и второй вход которого соединен соответственно с выходами измерительных каналов.

31441202.4

и поворотную платформу, предназначен-полнительных каналов соответственно

кую для установки на ней объекта из-соединены с третьим и четвертым вхомерения, отличающеесядами фазового детектора, светоделитем, что, с целью увеличения чувстви-с тельный блок вьпюлнен в виде призмы

тельности и точности, оно снабженос четырьмя отражающими гранями, а фодвумя дополнительными измерительны-топриемники установлены за растровым

ми каналами, идентичными основным,модулятором симметрично относительно

оптически связанньтми со светодели-оси вращения растрового модулятора

тельным блоком, фазовый детектор вы-Ш и сДвинуты друг относительно друга

полнен с четырьмя входами, выходы до-на величину it 12,

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля децен- тровки оптических поверхностей при изготовлении линз в оптическом приборостроении. Цель изобретения - повышение чувствительности и мощности - достигается за счет устранения погрешностей, связанных с флуктуациями оптического излучения и разными характеристиками : приемников излучения. Излучение лазера 1, отразившись от контролируемой поверхности 3 объекта, установленного на вращающейся поворотной платформе 4-, попадает на све- тоделительный блок 5, вьшолненный в виде призмы с четырьмя отражающими поверхностями. На выходе светоделитель- ного блока формируются четыре световых пучка, пространственное положение которых определяется положением оси отражающей поверхности 3 объекта. С помощью модулятора 14 и приемников излучения 10-13 координаты положения оси преобразуются в фазы электрических сигналов. Фазовьш детектор 19 осуществляет вычисление разностей фаз § (или координаты положения оси излучения относительно оси модулятора 14). Поскольку вычисляется разность сигналов с фотоприемников, то компенсируются нестабильность излучения лазе- ра и характеристик приемников излучения . 1 ил. 4 N lN3 N)