Устройство для контроля оптических асферических поверхностей Советский патент 1989 года по МПК G01B9/02 G01B11/30 

i (Л

ел

0

Од

-vl

дого. Для контроля набора внеосевых сегментов 9, получающихся при разрезании исходной осевой асферической оптической поверхности, используется устройство, содержащее набор мало- апертурного компенсационного плоского фазового оптического элемента. При этом МКПФОЭ может быть выполнен в виде пропускаюи(ей или отра5«ающей пластинки с микрорельефом, нанесенным по зонам так, что высота микрорельефа и форма зон изменяются по закону, соответствующему заданному преобразованию волновых фронтов. Устройство содержит также кассету 5 с набором

МКПФОЭ 6, электрически связанную с помощью блока 7 согласования с узлом 8 смены внеосевых сегментов 9, последовательно оптически связанные источник 1 света, коллиматор 2, светоделитель 3, линзу 4, расположенные с разных сторон от светоделителя 3 плоское зеркало 10 и собирающую линзу 11 с блоком 12 регистрации. Если поверхность сегмента 9 не имеет отступлений от заданной формы, то картина интерференции, регистрируемая блоком 12, представляет собой набор прямолинейных полос, в противном случае полосы искривляются, ц з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении внеосевых сегментов асферических поверхностей в оптическом приборостроении. Цель изобретения - повышение точности при контроле набора внеосевых сегментов оптической поверхности за счет индивидуального контроля каждого. Для контроля набора внеосевых сегментов 9, получающихся при разрезании исходной осевой асферической оптической поверхности, используется устройство, содержащее набор малоапертурного компенсационного плоского фазового оптического элемента (МКПФОЭ). При этом МКПФОЭ может быть выполнен в виде пропускающей или отражающей пластинки с микрорельефом, нанесенным по зонам так, что высота микрорельефа и форма зон изменяются по закону, соответствующему заданному преобразованию волновых фронтов. Устройство содержит также кассету 5 с набором МКПФОЭ 6, электрически связанную с помощью блока 7 согласования с узлом 8 смены внеосевых сегментов 9, последовательно оптически связанные источник 1 света, коллиматор 2, светоделитель 3, линзу 4, расположенные с разных сторон от светоделителя 3 плоское зеркало 8 и собирающую линзу 10 с блоком 12 регистрации. Если поверхность сегмента 9 не имеет отступлений от заданной формы, то картина интерференции, регистрируемая блоком 12, представляет собой набор прямолинейных полос, в противном случае полосы искривляются. 4 з.п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении внеосевых сегментов асферических поверхностей в оптическом приборостроении.

Цель изобретения - повышение точности при контроле набора внеосевых сегментов оптической асферической по- верхносги за счет индивидуального контроля каждого.

На чертеже представлена схема устройства для контроля оптических асферических поверхностей.

Устройство содержит последовательно оптически связанные источник 1 света, коллиматор 2, светоделитель 3, линзу k, кассету 5 с набором мало- апертурных компенсационных плоских

,V)

1

Т п - - cosQ

mod

- I 1 - Г(х,у)1.| 1 + C l f(x,y)J ( f(x,y)) ,

де h

- высота микрорельефа пластинки,

(U,V) - декартовы координаты в плоскости пластинки с началом в ее центре;

п - показатель.преломления материала ;

б - угол нак:лона пластинки к плоскости посадочного места;- 1, 2...- целое число;

- длина волны источника света;hg - масштабная константа;

5

0

5

фазовых оптических элементов 6, выполненных в виде пропускающих пластинок, электрически связанную с псмощьк. блока 7 согласования с узлйм 8 смены внеосевых сегментов 9, плоское зеркало 10 и собирающую линзу 11с бло- ком 12 регистрации, расположенные с разных сторон от светоделителя 3. Линза 4 может быть сферической или цилиндрической.

По первому возможному варианту выполнения в устройстве каждый мало- апертурный плоский фазовый оптический элемент 6 выполнен в виде пропускающей пластинки с микрорельефом, нанесенным по зонам так, что высота мик- рорельефа и форма зон изменяются в соответствии с выражением

Va + и соз Э + V

1 - расстояние между центром пластинки и плоскостью посадочного места;

f(x,y) - функция двух переменных, описывающая форму эталонного волнового фронта, создаваемого малоапертурным плоским фазовым оптическим элементом на расстоянии 1

R „ 1Гв., (2 - В) i i2SxZll .

2L Эх2 ° Эу ,

а R - 1; В - константа: О ; В 2;

1

где О - угол наклона плоского фазового элемента к оптической оси. Полагая в (5) h(U,V) h ; b(U,V) mA получают

h

макс 2cose

где - максимальная высота микрорельефа при работе на отражение. Для изготовления микрорельефа вначале вычерчивают один или несколько фотошаблонов согласно формулам (5), (3), (1) с помосчью фотопостроителя, сопряженного с ЭВМ. Затем фотошаблон уменьшается и либо подвергается процессу отбеливания, либо используется при фотолитографическом травлении стеклянной подложки, дающим требуемы микрорельеф.

Формула изобретения

h(U,V)

1

ч -

in - - COS0 U - f(x,y) j| f(x,y) f(x,y) j.

+ u co

35

(U,V) де h - высота микрорельефа пластинки;

декартовы координаты в плоскости, пропускающей пластинки с началом в ее центре; показатель преломления ма- 40 териала;

угол наклона пластинки к плоскости посадочного места;1,2...- целое число;45

п е

i..fia.j.i,«..,5i|xpi|

а - R - 1;

в - константа: О В t 2, (х,у) - координаты, определяемые из уравнений

и.cos е- X f(x,y)(x,y)l V у - l - f(x,y)/- f(x,y)

10

садочное место для контролируемой поверхности и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при контроле набора внеосевых сегментов оптической асферической поверхности, оно снабжено кассетой, узлом смены внеосевых сегментов и блоком согласования, . электрически связанным с каСсетой и с узлом смены внеосевых сегментов, а широкоапертурный компенсационный оптический элемент выполнен в виде набора малоапертурных плоских фазовых оптических элементов, установленных в кассете так, что в процессе контроля каждый элемент расположен на одной оптической оси с посадочным

местом.

ч -

,y) f(x,y) j.

+ u cos e « v2

Л

ho 1

-длина волны источника света;

-масштабная константа;

-расстояние между центром пластинки и плоскостью посадочного места;

f(x,y) - функция двух переменных, описываю1цая форму эталонного волнового фронта, создаваемого малоапертурным плоским фазовым оптическим элементом на расстоянии 1;

О, у - 0;

II151676712

h(U.V) - Jjb n-od, la. U cos.e+ v I 1 - f(x.y)l - ,|, ./-f(x.y)f ./-fU.y)f..

, . C2 - B) „.,.„;

a R - 1,

В - константа: D iB i 2;. Устройство no nn.l и 2, от (x,y) - координаты, определяемые личающееся тем, что высота из уравнений микрорельефа и форма зон на каждом

и:со8е X - 1 - f(x,y) /-(x,y)

15 элементе изменяются в соответствии

выражением

V - у - t(x,y) -j- f(x,y)

-тоар, -fa + и cos О + V h(U,V) -

in - - cos в

I . X 8ino(.co8o( + %secet- . |i + ctPot- 52.28есЛ xl1

|1 .„„.u „-i-ii I .1 + ctgo( j g,(y) J.

где R - параметр малоапертурногоплоского фазового оптическомпенсационного плоскогокого элемента;

фазового оптического эле-R

мента;а R - l;

о( - угловой параметр малоапер-(х,у) - координаты, определяемые турного компенсационногоиз уравнений

и.cose X - l - 25АУ11 2§ 11 Бо8ес - з( Lsin2 о/J

,,,,B.

V V - 1 sinot cos of + Rosecdt - s( 1 2

L J-;(x7y)

s(x,y) VR2sec2o( + 2RoX sinof- yZsin o .

.

. 1, X eino( cos о + Roseco( - s (x.y) I L f , Rocosecetl.y |

, 11- -г5--- - л f ч --s(;:;rJ 8Чх7;г

личающееся тем, что высот микрорельефа и форма зон на каждом

15 элементе изменяются в соответствии

с выражением