Способ контроля децентрировки оптических поверхностей и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01M11/00 

1

(21)4684612/10 (22) 03.05.89 (46)23.04.91. Бюл. №15

(71)Научно-исследовательский институт радиоэлектроники и лазерной техники и МГТУ им. Н.Э.Баумана

(72)С.И.Кисляков, А.Н.Метелкин, С.А.Носов, А.В.Якимов и В.Б.Янковский (53)535.818(088.8)

(56)Петров В.П. Контроль качества и испытание оптических приборов, - Л.: Машиностроение, 1985.

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕЦЕНТРИРОВ- КИ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для

контроля децентрировки сферических и асферических поверхностей оптических деталей в процессе технологических операций их центрирования или при контроле децентрировки готовых оптических деталей. Цель изобретения - повышение точности измерения децентрировки оптических поверхностей. Для этого зондируют контролируемую поверхность излучением, структура которого представляет собой частотный спектр периодического тест-объекта 3, и анализируют отраженное излучение после восстановления изображения тест-объекта Фурье-объективом 5 фазовым анализатором смещения изображения 6. Способ и устройство могут быть также использованы для контроля формы оптических поверхностей. 1 ил.

/

Контролируемая поверхность

СО

С

о

4

СА) Ю Ы

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля децентрировки сферических и асферических поверхностей оптических деталей в процессе технологических операций их центрования или при контроле децентрировки готовых оптических деталей.

Целью изобретения явгяется повышение точности измерения децентрировки оптических поверхностей.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ.

Устройство состоит из осветителя 1, апертурной диафрагмы 2, тест-обьекта 3 с косинусоидальным амплитудным коэффициентом пропускания, светоделителя 4, оптической системы и фазового оптико- электронного преобразователя 6.

Осветитель 1, состоящий, например, из лазера, работающего в одномодовом, одно- частотном режиме, и телескопического расширителя, формирует плоскую монохроматическую волну, которой освещает апертурную диафрагму 2 с установленным в ее плоскости тест-объектом 3 с амплитудным коэффициентом пропускания, изменяющимся по косинусоидальному закону. На тест-обьекте плоская волна ди- афрагирует, проходит через светоделитель 4 и попадает в оптическую систему 5.

Оптическая система, работающая как Фурье объектив, формирует в своей задней фокальной плоскости распределение вол- it, соответствующее пространственно-частотному спектру тест-объекта. С этой плоскостью совмещена контролируемая оптическая поверхность. Так как тест-объект имеет косинусоидальный амплитудный коэффициент пропускания, то его спектр является дискретным и контролируемая поверхность подсвечивается излучением в дискретных точках. При отражении излучения от контролируемой поверхности каждая из дискретных частотных составляющих тест-объекта приобретает фазовый сдвиг, который определяется как конструктивными параметрами контролируемой оптической поверхности, так и величиной ее децентрировки. Отраженное излучение вновь проходит через объектив, который по частотному спектру восстанавливает изображение тест-объекта.

Вышедшее из оптической системы излучение отражается от светоделителя 4 и формирует изображение тест-объекта в плоскости анализа фазового оптико-электронного преобразователя 6. Если контролируемая поверхность центрирована, то ее оптическая ось совмещена с базовой осью и при вращении поверхности относительно базовой оси изображение тест- объекта в плоскости анализа остается неподвижным.

При наличии децентрировки контролируемой поверхности изображение тест-объекта смещается в плоскости анализа, и при вращении контролируемой поверхности перемещается по траектории, близкой к ок0 ружности. Радиус этой окружности определяется конструктивными параметрами и децентрировкой контролируемой поверхности и измеряется с помощью фазового оптико-электронного преобразо5 вателя с пространственной частотой анализа, равной пространственной частоте тест-объекта. При этом в фазовом преобразователе перемещение изображения тест- объекта кодируется в фазе электрического

0 сигнала, по которому и определяют диаметр траектории перемещения изображения, а затем вычисляют величину децентрировки контролируемой поверхности, учитывая ее конструктивные параметры.

5Точность измерения увеличивается за

счет применения в качестве анализатора смещения фазового оптико-электронного преобразователя.

Формула изобретения

5 а после отражения излучения от контролируемой поверхности анализируют пространственное распределение отраженного потока излучения, преобразуют его в электрический сигнал и по нему судят о наличии

0 и величине децентрировки контролируемой поверхности относительно базовой оси, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, тестовое излучение формируют в виде пространственно-частот5 ного спектра периодического тест-обьекта, после отражения излучения от контролируемой поверхности осуществляют над ним преобразование Фурье, восстанавливая изображение тест-объекта, пространствен0 ное распределение потока излучения в изображении преобразуют в электрический сигнал, а о величине децентрировки судят по изменению фазы сигнала за один оборот контролируемой поверхности.

тем, что осветитель выполнен в виде источ-щения изображения выполнен в виде фазоника плоской монохроматической волны,вого оптико-электронного преобразователя

тест-объект выполнен с косинусоидальнымс пространственной частотой анализа, равамплитудным коэффициентом пропуска-ной пространственной частоте тест-объекния, а фотоэлектрический анализатор сме-5 та