Способ получения интерферограммы контроля качества линз и объективов Советский патент 1992 года по МПК G01B11/24 G01B9/21 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, предназначено для контроля качества линз и объективов и может найти применение в производстве, занятом их изготовлением.

Известен способ голографической двухэкспозиционной интерферометрии, обеспечивающий контроль качества линз и объективов, по которому регистрируют две голограммы контролируемого объекта на светочувствительной среде, причем перед

регистрацией второй голограммы изменяют угол падения в одном из интерферирующих пучков с помощью зеркала, сдвигают поступательно светочувствительную среду в ее плоскости и регистрируют интерферограм- му, по которой судят о качестве контролируемого объекта.

Недостатки данного способа - малая информативность голограммы и высокая требовательность к качеству составных оптических элементов интерферометра, peaо со

ю

лизующего способ. Малая информативность голограммы объясняется тем, что в пучковой голографической интерферометрии, положенной в основу способа, голограмма несет информацию об объекте, получаемую при его просвечивании волной одного направления. При снижении требований к качеству составных элементов интерферометра возникают ошибки, снижающие точность контроля из-за допол- нительных фазовых набегов, обусловленных их оптическим несовершенством.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения интерферограммы контроля ка- чества линз и объективов, по которому пропускают через диффузный рассеиватель когерентную сферическую сходящуюся волну с радиусом кривизны волнового фронта в плоскости рассеивателя, равным расстоя- нию от рассеивателя до узловой точки контролируемого объекта, формируют с помощью контролируемого объекта изображение рассеивателя в плоскости свето- чувствительной среды, записывают голограмму сфокусированного изображения рассеивателя посредством пространст- венно-ограниченной опорной волны, осуществляют сдвиг рассеивателя в его плоскости и контролируемого объекта в его главной плоскости, вновь записывают голограмму сфокусированного изображения и восстанавливают полученную двухэкспози- ционную голограмму до регистрации интерферограммы, по которой судят о качестве контролируемого объекта.

К недостаткам известного способа относится малый диапазон контроля по углу поля изображения. Ограничение диапазона обусловлено большой шириной спектра пространственных частот голограммы и непроизводительностью использования спектра пространственных частот рассеивателя, пропускаемого контролируемым объектом.

Целью изобретения является получение интерферограммы с расширенным диапазоном контроля по полю изображения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения интерферограммы контроля качества линз и объекти- BOB, заключающемуся в том, что пропускают через диффузный рассеиватель когерентную сферическую сходящуюся волну с радиусом кривизны волнового фронта в плоскости рассеивателя, равным расстоя- нию от рассеивателя до узловой точки контролируемого объекта, формируют с помощью контролируемого объекта изображение рассеивателя в плоскости светочувствительной среды, записывают

голограмму сфокусированного изображения рассеивателя посредством пространст- венно-ограниченной опорной волны, осуществляют сдвиг рассеивателя в его плоскости и контролируемого объекта в его главной плоскости, вновь записывают голограмму сфокусированного изображения и восстанавливают полученную двухэкспози- ционную голограмму до регистрации интерферограммы, по которой судят о качестве контролируемого объекта, перед записью голограммы формируют опорную волну в виде расходящейся сферической волны с радиусом г кривизны волнового фронта в плоскости светочувствительной среды, равным расстоянию от светочувствительной среды до узловой точки контролируемого объекта, и осуществляют поворот контролируемого объекта вокруг оси, проходящей через узловую точку перпендикулярно направлению сдвига, на угол а, удовлетворяющий соотношению 0 tg а d/2r, где d - размер изображения диффузного рассеивателя.

В предлагаемом способе возможность достижения положительного эффекта с физической точки зрения обеспечивается за счет уменьшения ширины спектра пространственных частот голограммы сфокусированного изображения и за счет суммирования вклада положительных и отрицательных пространственных частот диффузного рассеивателя в диапазон контроля по углу поля изображения.

На чертеже изображена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство включает когерентный источник 1 света, светоделитель 2, зеркало 3, линзы 4 - 6, матовое стекло 7 с механизмом 8 его перемещения, узел 9 крепления контролируемого объекта с механизмом 10 его перемещения и фотопластинку 11.

Способ осуществляют следующим образом.

Когерентное излучение от источника 1 с помощью светоделителя 2 делится на два канала: канал формирования опорного пучка и канал формирования объектной волны. В канале объектной волны луч, прошедший светоделитель 2, с помощью линз 5 и 6 трансформируется в сходящийся сферический волновой фронт с радиусом R кривизны в плоскости матового стекла 7, равным расстоянию от него до узловой точки контролируемого объекта в узле 9 крепления. В начале формирования опорной волны из отраженного от зеркала 3 луча с помощью линзы 4 формируется расходящаяся сферическая волна.

С помощью контролируемого объекта строится изображение матового стекла 7 в параллельно ему расположенной плоскости фотопластинки 11 при угле а наклона к ним главной плоскости контролируемого объекта, удовлетворяющем условию

О ,

где d - размер изображения матового стекла 7;

г - расстояние от узловой точки контролируемого объекта до плоскости фотопластинки 11.

С помощью линзы 4 формируется расходящаяся сферическая опорная волна с радиусом кривизны г в плоскости фотопластинки 11, причем

Ё +- vMaKC

где с - координата центра опорной сферической волны;

макс максимальная пространственная частота, определяемая величиной пространственного разрешения фотопластинки 11.

За время первой экспозиции проводится запись голограммы сфокусированного изображения матового стекла 7. Перед второй экспозицией смещают с помощью механизма 8 перемещения матовое стекло 7 в его плоскости на величину а, а контролируемый объект с помощью механизма 10 его перемещения в его главной плоскости - на величину b в том же направлении, удовлетворяющую условию

at

R cos a

где f-фокусное расстояние контролируемого объекта.

Записанную таким образом двухэкспо- зиционную голограмму восстанавливают неразведенным лазерным пучком, осуществляя тем самым проведение пространственной фильтрации в плоскости голограммы, и регистрируют интерферограммы бокового сдвига в полосах бесконечной ширины, по которым судят о качестве контролируемого объекта, причем при восстановлении голограммы в точке, соответствующей краю изображения матового стекла 7, отфильтровывается интерферограмма, соответствующая пропусканию через контролируемый объект плоской волны, распространяющейся в направлении его оптической оси, и характеризующая осевые волновые

аберрации контролируемого объекта. При восстановлении голограммы в точке, соответствующей противоположному краю изображения матового стекла 7, отфильтровывается интерферограмма, соответствующая пропусканию через контролируемый объект плоской волны, распространяющейся под углом а к оптической оси. В этом случае интерферограмма характеризует сочетание осевых и внеосевых волновых аберраций контролируемого объекта на краю

диапазона.

Формула изобретения Способ получения интерферограммы контроля качества линз и объективов, заключающийся в том, что пропускают через диффузный рассеиватель когерентную сферическую сходящуюся волну с радиусом кривизны волнового фронта в плоскости рассеивателя, равным расстоянию от рассеивателя до узловой точки контролируемого объекта, формируют с помощью контролируемого объекта изображение рассеивателя в плоскости светочувствительной среды, записывают голограмму сфокусированного

изображения рассеивателя посредством пространственно-ограниченной опорной волны, осуществляют сдвиг рассеивателя в его плоскости и контролируемого объекта в его главной плоскости, вновь записывают

голограмму сфокусированного изображения и восстанавливают полученную двухэк- спозиционную голограмму до регистрации интерферограммы, по которой судят о качестве контролируемого объекта, отличающ и и с я тем, что, с целью получения интерферограммы с расширенным диапазоном контроля по полю изображения, перед записью голограммы формируют опорную волну в виде расходящейся сферической

волны с радиусом г кривизны волнового фронта в плоскости светочувствительной среды, равным расстоянию от светочувствительной среды до узловой точки контролируемого объекта, и осуществляют поворот

контролируемого объекта вокруг оси, проходящей через узловую точку перпендикулярно направлению сдвига, на угол а, удовлетворяющий соотношению О tg а d/2r, где d - размер изображения диффузного рассеивателя.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, предназначено для контроля качества линз и объективов и может найти применение в производстве, занятом их изготовлением. Целью изобретения является получение интерфе- рограммы с расширенным диапазоном контроля по полю изображения. Пропускают через диффузный рассейватель когерентную сферическую волну с радиусом кривизны волнового фронта в плоскости рассеивателя, равным расстоянию от рассе- ивателя до узловой точки контролируемого объекта, и формируют с помощью контролируемого объекта изображение рассеивателя. Формируют опорную волну в виде расходящейся сферической волны с радиусом г кривизны волнового фронта в плоскости светочувствительной среды, равным расстоянию от светочувствительной среды до узловой точки контролируемого объекта, и осуществляют поворот контролируемого объекта вокруг оси, проходящей через узловую точку перпендикулярно направлению сдвига, на угол «, удовлетворяющий соотношению 0 tg« d/2r, где d - размер изображения диффузного рассеивателя. Записывают голограмму сфокусированного изображения рассеивателя, осуществляют сдвиг рассеивателя в его плоскости и контролируемого объекта в главной плоскости и вновь записывают голограмму сфокусированного изображения. Полученную двухэкс- позиционную голограмму восстанавливают до получения интерферограммы, по которой судят о качестве контролируемого объекта. 1 ил. сл с