Способ контроля вогнутой сферической линзовой поверхности и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G01B9/02 

(21)4422910/24-28

(22)22.02.88

(46) 07.01.90. Бюл. № 1 (72) Б. Я. Герловин, А. И. Лысенко, В. П. Трегуб, Ю. С. Скворцов и И. П. Агурок fc53) 531.717.86.082 (088.8)

(56)Progress in Optics, vol 13, E. Wolf Ed, North Amsterdam, 1976, Chagt. IV, p. 95- 163 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВОГНУТОЙ

СФЕРИЧЕСКОЙ ЛИНЗОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57)Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля образцовых сферических линзовых поверхностей в интерферометре Физо. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет увеличения набега фазы в интерферирующих пучках и упрощение конструкции. Пучок излучения фокусируют в плоскости наклонного зеркала. Пучок проходит через отверстие в зеркале и попадает в объектив интерферометра. За объективом устанавливают линзу с контролируемой поверхностью. Линзу наклоняют на заданный угол. Ориентируют плоское зеркало отражающей поверхностью к интерферометру перпендикулярно его оптической оси и регистрируют первую интерферограмму. Поворачивают плоское зеркало вокруг оси, перпендикулярной оптической оси интерферометра, и регистрируют вторую интерферограмму. Поворачивают зеркало вокруг оси, перпендикулярной оптической оси интерферометра и оси, перпендикулярной оси интерферометра и регистрируют третью интерферограмму. Расшифровывают интерферограмму и осуществляют контроль формы поверхности. 2 с и 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

е

(Л

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля образцовых сферических линзовых поверхностей в интерферометре Физо. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет увеличения набега фазы в интерферирующих пучках и упрощение конструкции. Пучок излучения фокусируют в плоскости наклонного зеркала. Пучок проходит через отверстие в зеркале и попадает в объектив интерферометра. За объективом устанавливают линзу с контролируемой поверхностью. Линзу наклоняют на заданный угол. Ориентируют плоское зеркало отражающей поверхностью к интерферометру перпендикулярно его оптической оси и регистрируют первую интерферограмму. Поворачивают плоское зеркало вокруг оси, перпендикулярной оптической оси интерферометра, и регистрируют вторую интерферограмму. Поворачивают зеркало вокруг оси, перпендикулярной оптической оси интерферометра, и оси, перпендикулярной оси интерферометра, и регистрируют третью интерферограмму. Расшифровывают интерферограмму и осуществляют контроль формы поверхности. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля образцовых .сферических линзовых поверхностей в интерферометре Физо.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет увеличения набега фазы в интерферирующих пучках и упрощение конструкции.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее способ контроля вогнутой сферической линзовой поверхности; на фиг. 2 - схема хода лучей между контролируемой поверхностью и плоским зеркалом при его расположении перпендикулярно оптической оси; на фиг. 3 -- схема хода лучей между контролируемой поверхностью и плоским зеркалом при его повороте вокруг оси, перпендикулярной оптической оси.

Устройство содержит интерферометр Физо состоящий из лазера 1, расположенных по ходу его излучения конденсорного объектива 2, светоделителя в виде наклонного зеркала 3 и объектива 4 и регистратора 5 интерферограмм, установленного по ходу отклоненного светоделителем излучения плоское зеркало 6, плоское зеркало 6 выполнено с возможностью поворота вокруг двух взаимо перпендикулярных осей, перпендикулярных оптической оси интерферометра, а наклонное зеркало 3 выполнено с центрированным относительно оптической оси интерферометра отверстием диаметра D, удовлетворяющего соотношению D 2jfS, где S - расстояние между свесд

со

Ю

со

&

и

iоделителем и обьекгивом 4, вибропривод 7, соединенный с плоским зеркалом 6.

Устройство, реализующее способ контроля вогнутой сферической линзовой поверхности, работает следующим образом.

Параллельный пучок излучения от лазера 1 фокусируют конденсорным объективом 2 в плоскости наклонного зеркала 3. Пучок проходит через центр отверстия и попадает в объектив 4. За объективом 4 устанавливают линзу 8 с контролируемой повер.хноет ью 9 так, чтобы формируемый ее пучок излучения сходился в центре кривизны контролируемой поверхности 9 на плоском )еркаде 6. Линзу 8 наклоняют на утл ( из диапазона

я -зосг

длина волны;

d свектой диаметр объектива; a aiiepiy рный угол формируемого пучка.

Плоское зеркало 6 ориентируют отражающей поверхностью к интерферометру перпендикулярно его оптической оси и ре- iистрнрукм первую ннтерферограмму. При ji iM изл чение распространяется между контролируемой поверхностью 9 и зеркалом В следующим образом (фиг. 2).

Луч, обозначенный через ATZ, направленный в точку О, проходя через контро- шруемую поверхность 9 в точке Е, раз- деляегся. Луч А отражается от поверхности 9 и возвращается в интерферометр исходящим из мнимого фокуса О . Луч YZ проходит в точку О, отражается от плоского и ркала ( и надает на поверхность 9 в точке F, симметричной точке Е относитель- но отической оси, и снова разделяется. Луч У отражается от поверхности 9, попадает в точку О на плоском зеркале В, отражается от плоского зеркала 6 и проходит в интерферометр, пересекая контролируемую поверхность 9 в точке G. Луч Z проходит в интерферометр, пересекая контролируемую поверхность 9 в точке . Таким образом, лучи X и Y выходя I m 10ЧКИ О1, а лучи 7. выходя: из точки О. отстоящей от точки О на рас- стоянии , где Rради с кривизны конт ролнру емой поверхности 9. Пройди .тин и N и объектив 4 в обрат-ном направлении, лучи попадают в отверстие наклонного зеркала 3 и не попадают на регистратор 5 ингерферограмм. Лучи А и У. пройдя лип г,1 8 и объектив 4, оказываются смещенными относительно центра отверстия наклонного зеркала 3 на величину, равную диаметру отверстия. Поскольку диаметр кружка Эри составляет половину диаметра отверстия наклонного зеркала 3, то пучки лучей X и У полностью отражаются в направлении регистратора 5 интерферо- трамм. Лучи .V и У проходят через разЮ

15

20

25 30 354055 ные участки оптической системы интерферометра, поскольку их взаимное смещение

EG равно 4yR, однако в силу условия

.SitW.

500 смещение

не превышает

т. е. составляет величину, меньэто взаимное

125

игую чем 0,5% светового диаметра контролируемой поверхности 9, а поэтому его влиянием можно пренебречь. После регистрации первой интерферограммы поворачивают плоское зеркало 6 вокруг оси, перпендикулярной оптической оси интерферометра и проходящей через центр кривизны контролируемой поверхности, на угол меньше, чем «„, и регистрируют вторую интерферо- грамму. При этом излучение распространяется между контролируемой поверхностью 9 и зеркалом 6 так,как показано на фиг. 3 (обозначения такие же, как на фиг. 2). Поворачивают зеркало 6 вокруг оси, перпендикулярной оптической оси интерферометра и оси, перпендикулярной оптической оси интерферометра и проходящей через точку их пересечения, на угол меньше, чем ао, и регистрируют третью интерферограмму.

При работе интерферометра в режиме фазовой модуляции зеркало 6 приводят с помощью вибропривода 7 в колебательное движение.

Производят расшифровку интерферо- грамм и но ее- результатам судят об отклонениях формы поверхности 9 от эталона.

Формула изобретения

. Способ контроля вогнутой сферической линзовой поверхности, заключающийся в том, что устанавливают линзу с контролируемой поверхностью за объективом интерферометра Физо, устанавливают в центре кривизны контролируемой поверхности плоское зеркало, формируют пучок, сходящийся на плоском зеркале, регистрируют интерферограммы и производят их расшифровку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, наклоняют линзу на угол J1 из диапазона

2 t siji2U

где К - длина волны;

d - световой диаметр объектива; a,i - апертурный угол формируемого пучка ориентируют плоское зеркало отражающей поверхностью к интерферометру перпендикулярно его оптичесекой оси, после регистрации первой интерферограммы поворачивают плоское зеркало вокруг оси, перпендикулярной оптической оси интерферометра и проходящей через центр кривизны контролируемой поверхности на угол

меньше, чем а0, и регистрируют вторую интерферограмму, поворачивают зеркало вокруг оси, перпендикулярной оптической оси интерферометра, и оси, перпендикулярной оси интерферометра и проходящей через точку их пересечения, на угол меньше, чем ао, и регистрируют третью интерферограмму. 2. Устройство для контроля вогнутой сферической линзовой поверхности, содержащее интерферометр Физо, состоящий из лазера, расположенных по ходу его излучения конденсорного объектива, светоделителя в виде наклонного зеркала и объектива и регистратора интерферограмм, установленного по ходу отклоненного светоделителем излучения, и плоское зеркало, отличающееся тем, что, с целью повышения

S

точности контроля и упрощения конструкции, плоское зеркало выполнено с возможностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, перпендикулярных оптической оси интерферометра, а наклонное зеркало выполнено с центрированным относительно оптической оси интерферометра отверстием диаметра D, удовлетворяющего соотношению

,

где S - расстояние между светоделителем

и объективом.

Фиг.1

Ц иг. Z

фиг.З