Интерферометр фазового сдвига Советский патент 1993 года по МПК G01B9/02 

газом кювета 6 с окнами может быть установлена в ходе либо опорного, либо измерительного пучка излучения. Кювета б снабжена узлом 7 изменения давления газа (в простейшем случае - баллоном с редуктором) и прибором 8 для контроля давления газа. В ходе совмещенных опорного и измерительного пучков излучения установлены объектив 9 и матричное фотоприемное устройство 10, подключенное к входу системы обработки информации ЭВМ 11. При контроле неплоских поверхностей в измеритель- ный пучок излучения вводится формирователь 12 предметного пучка.

Интерферометр работает следующим образом.

Пучок излучения от источника 1 расширяют телескопической системой 2 и направляют на светоделитель 3, где он делится на два пучка, один из которых - измерительный поступает на контролируемый объект 5, а второй - опорный направляют на эталонное зеркало 4. По Пути к эталонному зеркалу 4 пучок проходи кювету 6, наполненную газом. Отразившиеся от контролируемого объекта 5 и эталонного зеркала 4 пучки совмещаются светоделителем 3 и с помощью объектива 9 образуют интерференционную картину на поверхности матричного фотоприемного устройства 10, сигнал с которого обрабатывается ЭВМ 11..

Регулирование давления в кювете может производиться известным способами: либо путем использования специальной конструкции собственно кюветы, либо с помощью дополнительного устройства для регулирования давления.

Для осуществления изменения фазы в опорном канале по заданному закону, например дискретно на А/2, давление в кювете изменяют на величину, определенную из уравнения

2.7822 х Т п-1

х л,

где Р - величина изменения давления, мм рт.ст,- п - величина изменения коэффициента преломления; п - коэффициент преломления в нормальных условиях (Р 760 мм рт.ст., Т 273К), Т - температура среды, К.

Для кюветы с геометрическим расстоянием между выходной гранью светоделителя и отражающей поверхностью зеркала L при Т 293К изменение давления определяется величиной

Р.

2.7822 х 293

.

203 х 7962

п-1

Ј

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где Л-длина волны источника света.

Сигнал с фотоприемника обрабатывается известными способами. Для случая четырех равных шагов фаза волны в данной точке определяется по формуле

. Ф(х,у) аг«д .

где А, В, С, D - интенсивности излучения в точке с координатами (х.у) при изменении фазы пучка опорного плеча на 0; лг/2,я, 3/2 я.

Использование кюветы с газом для осуществления точного изменения фазы пучка в одной из ветвей интерферометра позволяет повысить точность контроля качества поверхности оптического элемента по сравнению с прототипом за счет исключения механических перемещений узлов интерферометра, которые присутствуют при использовании пьезопривода для перемещения подвижного зеркала, и за счет устранения погрешностей, обусловленных нелинейностью свойств пьезопривода и присущих пьезокерамике анизотропии и временной нестабильности характериртик. Формула изобретения Интерферометр фазового сдвига для контроля формы поверхности оптических элементов и качества оптических систем, содержащий последовательно установленные источник монохроматического излучения, расширитель пучка излучения и светоделитель, предназначенный для формирования опорного и измерительного пучков излучения, эталонный отражатель, установленный в ходе опорного пучка излучения, матричный фотоприемник с системой обработки информации, установленный в ходе совмещенных пучков излучения, и средство для изменения оптической разности хода между опорным и измерительным пучками излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля и упрощения конструкции интерферометра, средство для изменения оптической разности хода между опорным и измерительным пучками излучения выполнено в виде кюветы с газом, установленной после светоделителя в одном из пучков излучения с возможностью изменения давления газа в кювете по ступенчатому закону.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы поверхности оптических элементов и качества оптических систем. Цель изобретения - повышение точности контроля и упрощение конструкции интерферометра. Пучок монохроматического излучения расширяют и направляют на светоделитель, где он делится на два пучка, один из которых - измерительный поступаИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы поверхности оптических элементов и качества оптических систем. Цель изобретения - повышение точности контроля и упрощение конструкции интерферометра. На чертеже приведена функциональная схема интерферометра фазового сдвига. ет на контролируемый объект, а второй - опорный направляют на эталонное зеркало. Отразившиеся от контролируемого объекта и эталонного зеркала пучки совмещаются светоделителем и образуют интерференционную картину на поверхности матричного фотоприемника, сигнал с которого обрабатывается ЭВМ. Для изменения оптической разности хода между опорным и измерительным пучками излучения в ходе одного из них установлена кювета с газом. Для осуществления изменения фазы пучка по заданному закону, например дискретно, регулируют давление в кювете известными способами: либо путем использования специальной конструкции собственно кюветы, либо с помощью дополнительного устройства для регулирования давления при контроле изменения давления соответствующим прибором. Использование кюветы с газом для точного изменения фазы одного из пучков интерферометра позволяет повысить точность контроля и упростить конструкцию интерферометра за счет исключения механических перемещений узлов интерферометра и устранения погрешностей, обусловленных в прототипе нелинейностью и нестабильностью свойств пьезопривода. 1 ил. Интерферометр содержит монохроматический источник 1 излучения (лазер), установленные по ходу излучения расширитель 2 пучка излучения и светоделитель 3, формирующий опорный и измерительный пучки излучения. В ходе опорного пучка излучения установлено эталонное зеркало 4. В ходе измерительного пучка излучения установлен контролируемый объект 5. Наполненная СО с оо сь w 00 00