Способ контроля радиуса кривизны оптических сферических поверхностей Советский патент 1992 года по МПК G01B11/24 

СУ1

С

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при контроле радиуса кривизны оптических сферических поверхностей, в частности пробных стекол. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет уменьшения количества составляющих погрешности контроля и упрощения средств реализации. При освещении контролируемой поверхности преобразуют излучение от светящейся точки в коллимированный пучок и направляют его на объект через пропускающую осевую образцовую голограмму, формируют автоколлимационное изображение светящейся точки и путем последовательно,- го совмещения вершины и центра кривизны поверхности с изображениями светящейся точки в ненулевых порядках дифракции образцовой голограммы сравнивают радиус контролируемой поверхности с расчетным значением. 2 з п ф-лы, 3 ил

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при контроле радиуса - кривизны оптических сферических выпуклых и вогнутых поверхностей

Известен ар око71лимационный способ онтроля радиуса кривизны оптических Сферических поверхностей, основанный на формировании точечного источника на оси контролируемой поверхности, взаимном перемещении точечного источника и контролируемой поверхности вдоль этой оси до получения автоколлимационного изображения точечного источника в центре кривизны в вершине контролируемой поверхности.

Недостатком данного способа является необходимость измерения радиуса кривизны Р, т.е. значительных линейных расстояний, что снижает точность контроля а случае больших (выше нескольких метров)

значений Р, особенно при больших апертурах. - Известен способ контроля радиуса кривизны сферических поверхностей, основанный на получении автоколлимационного изображения светящейся точки от контролируемой поверхности и переносе его с помощью отражательнои образцовой осевой искусственной (синтезированной) голограммы.

Однако известный способ характеризуется невысокой точностью и также сложностью его реализации

Цель изобретения - повышение точности.

Согласно способу контроля радиуса кривизны оптических сферических поверхностей, заключающемуся в том, что освещают контролируемую поверхность, формируют автоколлимационное изображение светящейся точки от контролируемой

/

2

XI 00

оо

поверхности и сравнивают радиус контролируемой поверхности с расчетным рассто- янием на оси образцовой осевой голограммы, при освещении контролируемой поверхности преобразуют излучение от 5 светящейся точки в коллимированный пучок и направляют его на объект через осевую . образцовую голограмму, выполненную пропускающей, а сравнение радиуса контролируемой поверхности с расчетным 10 расстоянием осуществляют путем последовательного совмещения вершины и центра кривизны поверхности с автоколлимационными изображениями светящейся в ненулевых порядках дифракции образцовой 15 голограммы.

Кроме того, с целью повышения точности контроля вогнутых поверхностей вершину HI центр кривизны контролируемой поверхности совмещают с действительным 20 и мнимым изображениями светящейся точки в симметричных порядках дифракции голограммы соответственно.

Кроме того, с целью повышения точности контроля выпуклых поверхностей об- 25 разцовая осевая голограмма выполнена в виде двух соосно размещенных на одной подложке голограмм, а вершину и центр кривизны контролируемой поверхности совмещают соответственно с изображениями 30 светящейся точки от каждой из двух голограмм.

На фиг. 1-3 приведены схемы для реализации предлагаемого способа. На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 -светя- 35 щаяся точка (точечный источник); 2 - контролируемая вогнутая оптическая поверхность с радиусом кривизны Р; 3 - Пропускающая образцовая осевая голо- - объектив; 5 - коллимированный 40 монохр 6матйческий пучок света, освещающий голограмму 3; 6 - мнимое изображение светящейся точки 1, сформированное голограммой 3 в -1-м порядке дифракции на расстоянии -Р от голограммы; 7-45 действительное изображение светящейся точки 1, сформированное голограммой 3 в + 1-м порядке дифракции на расстоянии + Р от голограммы; 8 и 9 - центр кривизны и вершина контролируемой поверхности 2 со- 50 ответственно; 10 - контрольный прибор (автоколлиматор, интерферометр); 11 - отсчетное устройство для измерения относительного перемещения поверхности 2 и голограммы 3.55

Способ осуществляют следующим образом.

Между светящейся точкой 1 и контролируемой поверхностью 2 устанавливают голограмму 3. С помощью объектива 4

преобразуют излучение светящейся точки 1 в коллимированный монохроматический пучок света 5, параллельный оси голограммы 3, и формируют из него в проходящем свете с помощью голограммы 3 в ее симметричных порядках дифракции (например, +1-м и -1-м, или +2-м и -2-м и т д) мнимое 6 и действительное 7 изображения светящейся точки на расчетном (т.е известном, фиксированном) расстоянии 2Р один от другого. Взаимным перемещением вдоль кол- лимированного пучка света 5 совмещают центр кривизны 8 поверхности 2 с мнимым изображением 6 светящейся точки 1 и в ненулевом порядке дифракции голограммы 3 получают с помощью контрольного прибора 10 автоколлимационное изображение светящейся точки 1 отражением лучей от поверхности 2.

В этом положении с помощью отсчетно- го устройства 11 производят первый отсчет взаимного расположения поверхности 2 и голограммы 3. Далее взаимным перемещением вдоль пучка света 5 поверхности 2 и голограммы 3 совмещают вершину поверхности 2 с действительным изображением 7 светящейся точки 1 и в ненулевом порядке дифракции голограммы получают с помощью прибора 10 автоколлимационное изображение светящейся-очки 1 и производят второй отсчет по шкале отсчетного устройства 11.

По разности двух отсчетов определяют величину и знак отступления контролируемого радиуса Р от расчетного расстояния 2Р между изображениями 6 и 7.

При контроле выпуклых поверхностей образцовую осевую голограмму 3 выполняют в виде двух соосно размещенных на одной подложке голограмм, а вершину и центр кривизны контролируемой поверхности совмещают соответственно с изображениями светящейся точки от каждой из двух голограмм.

Изобретение позволяет повысить точность контроля, исключить необходимость применения нерационального многообразия других методов и средств контроля за пределами диапазона использования автоколлимационного метода, а также реализовать единый воспроизводимый для любого оптического производства способ, контроля радиусов пробных стекол на базе использования синтезированных голограмм.

Формула изобретения

0

5

Фив.1

фиг. 3

ПП

- x