Способ контроля вогнутых эллиптических поверхностей Советский патент 1992 года по МПК G01B11/24 

(Л

С

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля оптических деталей с вогнутыми эллиптическими поверхностями. Изобретение позволяет повысить точность контроля формы вогнутых эллиптических поверхностей. Лазерное излучение объективом фокусируют в ближний от эллиптической поверхности ее фокус. Устанавливают плоское зеркало под углом а к оси контролируемой поверхности, совместив центр отверстия с фокусом. Располагают под углом 90°- а к плоскому зеркалу полупрозрачное зеркало и устанавливают его между фокусами контролируемой поверхности. Перемещая плоское полупрозрачное зеркало в направлении нормали к нему, находят интерференционную картину, которую наблюдают за полупрозрачным зеркалом. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле оптических деталей с вогнутыми эллиптическими поверхностями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ контроля с помощью полупрозрачного плоского зеркала. В известном способе лазерное излучение фокусируют в дальний от контролируемой поверхности ее фокус. Полупрозрачное плоское зеркало устанавливают посередине между геометрическими фокусами контролируемой поверхности. Интерференционную картину, образованную лучами, отраженными от полупрозрачного плоского зеркала и от контролируемой поверхности, регистрируют на экране и по интерференционной картине судят о форме контролируемой поверхности.

Недостатком известного способа является снижение точности измерений из-за аберраций, вносимых плоскопараллельной пластиной, на которой нанесено полупрозрачное зеркало.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу контроля вогнутых эллиптических поверхностей, заключающийся в том, что фокусируют лазерное излучение в один из геометрических фокусов контролируемой поверхности, устанавливают полупрозрачное зеркало между геометрическими фокусами контролируемой поверхности и регистрируют интерференционную картину, по которой судят о форме поверхности, излучение фокусируют в ближний из геометрических фокусов поверхности, устанавливают плоское зеркало с отверстием

О 00

00

под углом к оптической оси поверхности так, что центр отверстия совмещен с плоскостью фокусировки, полупрозрачное зеркало располагают к плоскому зеркалу под углом а 90° - Д где {3 - угол наклона плоского зеркала к оптической оси поверхности, а для регистрации интерференционной картины перемещают полупрозрачное зеркало в направлении нормали к нему.

На чертеже приведена схема интерферометра, с помощью которого реализуется предлагаемый способ.

Схема включает лазер 1, объектив 2, подложку 3, зеркальное покрытие 4, отверстие 5, подложку 6, полупрозрачное зеркальное покрытие 7, видикон 8, телевизионную установку 9, контролируемую деталь 10 с эллиптической поверхностью 11.

Контроль вогнутых эллиптических поверхностей предлагаемым способом осуществляют следующим образом.

Излучение лазера 1 объективом 2 фокусируют в геометрический фокус FI, ближайший к контролируемой поверхности 11. Плоское зеркало, состоящее из подложки 3 и зеркального покрытия 4 с отверстием 5, устанавливают под углом /3 к оптической оси поверхности 11. Полупрозрачное плоское зеркало, состоящее из подложки 6 и полупрозрачного покрытия 7, устанавливают между геометрическим фокусом F.1 контролируемой поверхности 11 и изображением Fa фокуса F2 зеркалом 4. Поверхность полупрозрачного плоского зеркала 7 располагают к плоскому зеркалу 5 под углом а 90° -/3,Регистрацию интерференционной картины осуществляют с помощью видико- на 8 и телевизионной установки 9. Для регистрации интерференционной картины полупрозрачное зеркало из подложки 6 и покрытия 7 перемещают в направлении нормали к нему до получения требуемой картины.

В предлагаемом способе опорным является пучок, отраженный центральной частью контролируемой поверхности 11. Один из лучей этого пучка на фиг. 1 показан пунктирной линией, а сплошной линией показан путь интерферирующего с ним луча рабочего пучка. Путь луча в рабочем пучке после второго отражения от зеркального покрытия 4 полностью совпадает с путем интерферирующего с ним луча в опорном пучке, поэтому ошибки формы центральной части поверхности 11, от которой отражается опорный пучок, не вносят погрешностей в результаты контроля формы эллиптической поверхности 11. Если поверхности

подложек 3 и 6 с покрытиями 4 и 7 плоские, то наблюдаемая интерференционная картина определяется только формой поверхности 11. С помощью видикона 8 интерференционную картину наблюдают на экране телевизионной установки 9.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает более высокую

точность контроля вогнутых эллиптических поверхностей, так как в нем интерферирующие лучи проходят одинаковый путь в плоскопараллельной пластине (подложке 6), поэтому аберрации, вносимые пластиной,

не влияют на интерференционную картину. В прототипе интерференционные лучи проходят различные пути в плоскопараллельной пластине, поэтому вносимые пластиной аберрации искажают наблюдаемую интерференционную картину, а следовательно, снижают точность контроля формы эллиптических поверхностей. Кроме того, предлагаемый способ позволяет использовать для регистрации интерференционной картины

телевизионную установку, в то время как в прототипе нужно использовать экран. Еще одним преимуществом предлагаемого способа является уменьшение габаритов установки, реализующей способ. В прототипе

длина установки превышает расстояние от контролируемой поверхности до дальнего ее фокуса. В предлагаемом способе полупрозрачное зеркало устанавливают посередине между фокусами контролируемой

поверхности, а длина всей установки меньше расстояния от контролируемой поверхности до дальнего ее фокуса.

40

Формула изобретения

Способ контроля вогнутых эллиптических поверхностей, заключающийся в том, что фокусируют лазерное излучение в один из геометрических фокусов контролируемой

поверхности, устанавливают полупрозрачное зеркало между геометрическими фокусами контролируемой поверхности и регистрируют интерференционную картину, по которой судят о форме поверхности,

отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, излучение фокусируют в ближайший из геометрических фокусов поверхности, устанавливают плоское зеркало с отверстием под углом к

оптической оси поверхности так, что центр отверстия совмещен с плоскостью фокусировки, полупрозрачное зеркало располагают к плоскому зеркалу под углом « 90° - /5, угол наклона плоского

зеркала к оптической оси поверхности, а тины перемещают полупрозрачное зеркало для регистрации интерференционной кар- в направлении нормали к нему.

10

4(Г