Дифракционный интерферометр Советский патент 1992 года по МПК G01B9/02 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при создании интерферометра для контроля качества вогнутых оптических поверхностей и волновых фронтов, сформированных объективами, в широком спектральном диапазоне.

В настоящее время в различных областях науки и техники находят широкое применение высокоточные оптико-электронные приборы, работающие в различных спектральных диапазонах. Поэтому актуальной является проблема создания соответствующих контрольно-измерительных устройств. Ее решение позволит контролировать аберрации оптических систем на различных длинах волн излучения и изменять чувствительность интерферометрического контроля в широких диапазонах.

Известны интерферометры с совмещенными ветвями, которые могут быть использованы при работе на различных длинах волн. Например, дифракционный интерферометр с рассеивающей пластинкой, вклю -А

чающий последовательно установленные в пучке света фокусирующий объектив, полупрозрачную пластину, расположенную под углом 45° к оптической оси, рассеивающую пластинку, изделиедержатель и фотоприемное устройство. Основным недостатком интерферометра является наличие в его схеме полупрозрачной пластины, из-за которой происходят большие световые потери. Кроме того, часть исходного пучка света дважды проходит ч.ерез рассеивающую пластинку без рассеяния и образует на выходе интерферометра яркое световое пятно в центре поля зрения, что мешает визуальному наблюдению и фотографированию интерферограммы.

Эти недостатки в значительной степени устранены в интерферометре с дифракционной точкой. Он включает источник излучения, формирующую оптику, наклонную плоскопараллельную пластину с малым отражателем на оптической оси, обьектив, светоделитель с дифракционной точкой, изделиедержатель, второй обьектив и фотоприемную систему, Этот интерферометр обладает сравнительно невысокой точностью в широком спектральном диапазоне из-за нарушения соосного расположения оптических элементов вследствие переменного параллельного смещения пучков света в наклонной плоскопараллельной пластине, возможного двоения изображения вследствие переотражений и наложения ярких бликов на интерферограмму.

Целью изобретения является повышение точности контроля и расширение ассортимента контролируемых оптических деталей.

Поставленная цель достигается тем, что в дифракционном интерферометре, содержащем последовательно установленные источник излучения, расширитель пучка, формирующий обьектив, светоделитель, де- . ржатель обьекта и фотоприемную систему, размещены за светоделителем первый обьектив, плоскопараллельная пластина с отражателем, ориентированная перпендикулярно оптической оси и выполненная с выступом, на котором установлен отражатель, второй объектив, причем светоделитель выполнен в виде рассеивающей пластины,

Дополнительное повышение точности достигается за счет того, что интерферометр снабжен поляризатором, размещенным перед фотоприемной системой, источник излучения выполнен в виде источника плоскополяризованного излучения, а рассеивающая пластина выполнена из экспонированного слоя фотоэмульсии, нанесенного на подложку в виде ахроматической четвертьволновой фазовой пластины, и ориентирована таким образом, что главные оси

четвертьволновой фазовой пластины образуют угол 45° с плоскостью поляризации излучения источника.

На фигуре приведена оптическая схема дифракционного интерферометра с рассеи0 вающей пластиной.

Интерферометр включает источник 1 излучения, формирующую оптику, состоящую из последовательно размещенных вдоль оптической оси расширителя 2 пучка

5 и формирующего объектива 3. отражатель 4, закрепленный на выступе, ориентированном вдоль оптической оси контролируемой детали и жестко связанном с плоскопараллельной пластиной 5, которая установлена

0 перпендикулярно оптической оси детали, первый обьектив 6 телескопической системы, рассеивающую пластину 7, которая совмещается с центром кривизны или фокусом контролируемой детали 8 в издели5 едержателе, второй объектив 9, расположенный по ходу луча за плоскопараллелыюй пластиной, поляризатор 10, фотоприемное устройство, состоящее из объектива 11 и чувствительной площадки фотоприемника

0 12,

Дифракционный интерферометр работает следующим образом. Пучок света от источника 1 излучения расширяется расширителем 2 и фокусируется формирующим

5 объективом 3 на отражатель 4, соединенный с прозрачной плоскопараллельной пластиной 5. После отражения от отражателя 4 пучок попадает на первый объектив 6 телескопической системы и фокусируется им че0 рез рассеивающую пластину 7 в вершину контролируемой детали 8. При прохождении через рассеивающую пластину 7 исходный пучок частично рассеивается, образуя рабочий пучок, а частично проходит через

5 нее без отклонений и образует узкий опорный пучок. Рабочий пучок после отражения от контролируемой детали 8 проходит через рассеивающую пластину 7 без отклонений. Опорный пучок отражается от детали 8 и при

0 повторном прохождении через рассеивающую пластину 7 рассеивается, образуя опорную сферическую волну в рассеянном излучении, которая интерферирует с рабочим пучком, Первый и второй объективы б.

5 9 телескопической системы и обьектив 11 фотоприемной системы формируют изображение контролируемой детали 8, пересеченное интерференционными полосами, в плоскости чувствительной площадки 12 фотоприемника.

Если излучение источника 1 линейнопо- ляризовэно, а рассеивающая пластина выполнена на подложке в виде ахроматической фазовой четвертьволновой пластины, то перед объективом 11 фотоприемной системы размещают поляризатор 10. Поляризатор ориентируют таким образом, чтобы излучение в бликах на выходе интерферометра было погашено. Рассеивающую пластину 7 поворачивают вокруг оптической оси до тех пор, пока яркость интерферог- раммы не будет максимальной.

Формула изобретения 1. Дифракционный интерферометр, содержащий последовательно установленные источник излучения, расширитель пучка излучения, формирующий объектив, светоделитель, держатель объекта и фотоприемную систему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения ассортимента контролируемых оптических

деталей, он снабжен последовательно установленными по ходу излучения за светоделителем первым объективом плоскопараллельной пластиной с отражателем.

ориентированной перпендикулярно оптической оси и выполненной с выступом, на котором установлен отражатель, и вторым объективом, а светоделитель выполнен в виде рассеивающей пластины.

0 2. Интерферометр по п. 1,отличающий с я тем, что он снабжен поляризатором, размешенным перед фотоприемной системой, источник излучения выполнен в виде источника плоскополяризовэнного

5 излучения, а рассеивающая пластина выполнена из экспонированного слоя фотоэмульсии, нанесенного на подложку в виде ахроматической четвертьволновой фазовой пластины, и ориентирована таким образом.

0 что главные оси четвертьволновой фазовой пластины составляют угол 45е с плоскостью поляризации излучения источника.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при контроле качества вогнутых поверхностей и волновых фронтов, сформированных объективами, в широком спектральном диапазоне. Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение ассортимента контролируемых оптических деталей. Пучок света после расширения фокусируется на зеркальную отражательную пластинку. После отражения от которой пучок попадает через первый объектив телескопической системы и рассеивающую пластинку, при прохождении через которую рассеивается, образуя рабочий пучок дифракционного происхождения, и проходит через нее, образуя опорный пучок в вершину контролируемой поверхности. Опорный пучок отражается от поверхности и при повторном прохождении через рассеивающую пластинку образует опорную сферическую волну дифракционного происхождения, которая, интерферируя с рабочим пучком, формирует изображение контролируемой поверхности, пересеченное интерференционными полосами, в плоскости чувствительной площадки фотоприемника. Для устранения ярких бликов в изображении рассеивающая пластинка изготовлена из экспонированного слоя фотоэмульсии, нанесенного на подложку в виде ахроматической четвертьволновой фазовой пластинки, при этом перед фотоприемным устройством размещен поляризатор. Интерферометр обеспечивает повышение точности измерений при расширении спектрального диапазона его работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.