Устройство для определения оптических параметров микрооптики Советский патент 1993 года по МПК G01M11/02 

Изобретение относите к области измерительной техники, в частности для опреде- ления качества при , изготовлении оптических деталей (например микролинз).

Целью изобретения является увеличение точности измерений, расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлена схема устройства для определения оптических параметров микрооптики; на фиг. 2 - вид экрана-диафрагмы в виде кольца; на фиг. 3 - схема распределения (вырезания) пучка кольцевой экран-диафрагмой.

Устройство для определения оптических параметров микрооптики состоит из источника оптического излучения 1, источника излучения в ИК-области спектра 2, V- образного оптического ответвителя 3 с

наконечником выхода 4, испытуемой микролинзы 5, диафрагмы 6, экран-диафрагмы кольцевой 7, фотоприемника 8, V-образных канавок 9, 11, юстировочных приспособлений 10,12,13,14, усилителя 15, измерительного блока 16с индикатором 17.

Измерение оптических параметров микрооптики производится в следующей последовательности.

Первый этап - юстировка стенда. Включаем источник оптического излучения 1 и относительно оси оптического излучения выставляем диафрагмы 6,7 и плоскости торцевых поверхностей V-канавок 9,11 перпендикулярно оси оптического излучения с помощью юстировочных приспособлений 10,12. 13,14.

у

И

00 Ю Os

00

V-образный оптический ответвитель 3 подключается следующим образом: входные концы ответвителя - на источники излучения 1. 2, выходной конец А ответвителя 3 устанавливается в V-канавку 9 юстированного приспособления 10. Испытуемая мик- рооптмческая деталь 5 закрепляется в V-канавке 11 юстировочного приспособления 12.

Второй этап, проводимый после установки линзы - юстировка выходного торца оптического ответвителя, микролинзы 5, диафрагм б, 7 с помощью котировочных при- способлений 10, 11, 12, 13 и 14 относительно оси оптического излучения. Вторая чольцевая экран-диафрагма 7 устанавливается перед фотоприемником 8 на таком расстоянии, которое позволяет получить диаметр пятна изображения источника больший, чем диаметр кольцевой экран-диафрагмы при различных параметрах пучка излучения, прошедшего через линзу (см.рис.3а,б,в).

При такой схеме устройства световой поток, выходящий из линзы, преобразуется в близкий к параллельному и проходя экран- диафрагму .7 падает на фотоприемник 8 с усилителем 15, измерительным блоком 16 и индикатором визуального наблюдения 17.

С целью увеличения точности измерения фокального расстояния форма пятна приемной площадки фотоприемника вырезается кольцевой экран-диафрагмой 7, у которой центр отверстия затемнен. Такая конструкция экрана-диафрагмы 7 позволяет получать максимальный сигнал на индикаторе только в одном случае - если пучок, прошедший линзу, будет квазипараллельным, то есть источник света находится в фокальной плоскости линзы (фиг.Зб). В случае расходящегося пучка, когда источник находится за фокальной плоскостью линзы (фиг.За), сигнал на фотоприемнике будет меньшим. И в случае, когда источник находится ближе фокальной плоскости линзы (фиг.Зв), сходящийся пучок будет попадать в центр кольцевой экран-диафрагмы.

Устройство работает следующим образом.

Котировочным приспособлением 10 перемещаем вдоль оси излучения выходной торец отеетвителя 4 вплотную к торцу линзы 5. Фиксируем значение положения торца на индикаторе визуального наблюдения 17 - AL С помощью юстировочного приспособления 10 перемещаем в продольном направлении выходной конец ответвителя 4 до

тех пор, пока на измерительном блоке 16 фотоприемника 8 сигнал не достигнет максимума и это значение положения торца на индикаторе 17 - Аз фиксируем. Разность

значений Ai-A2 есть фокальный отрезок линзы.

Для определения качества линзы (формы изображения, наличие трещин, аббера- ции) используется метод сравнения с

параметрами эталонной линзы. Если измеренные значения максимальной величины сигнала меньше эталонного более чем, например, на 5%, то линза бракуется.

Наличие в схеме устройства оптического ответвителя дает возможность измерить хроматическую абберацию линзы по разбросу значений фокусного расстояния при поочередном подключении излучения разных длин волн.

Заявляемое устройство благодаря введению в него оптического ответвителя, второго источника ИК-излучения и кольцевой диафрагмы по сравнению с существующими позволяет:

- произвести контроль качества линзы (форма изображения, наличие трещин, сколов);

-измерить фокальное расстояние;

-измерить хроматическую абберацию линзы.

При этом вышеперечисленные параметры микродеталей возможно определить как в видимоЬ.так и в невидимом участках длин волн, а следовательно, расширить фун- кциональные возможности устройства, что невозможно сделать по схеме устройства, приведенной в прототипе.

Формула изобретения

Устройство для определения оптических параметров микрооптики, содержащее последовательно установленные перед микролинзой источник излучения, а за ней экран-диафрагму и фотоприемник, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности измерений и расширения функциональных возможностей, дополнительно введен второй источник ИК-излучения, оптический ответвитель, входы которого оптически связаны с источниками излучения, а плоскость выходного торца ответвителя установлена в фокальной плоскости контролируемой микролинзы, за которой установлена диафрагма, экран-диафрагма

выполнена кольцевой, а расстояние от нее до фотоприемников определяется параметрами микролинзы.

Использование: устройство для определения оптических параметров микрооптики относится к измерительной технике, в частности к устройствам для контроля качества изображения и измерения оптических характеристик как линз цилиндрических гради- ентных, так и других видов линз, используемых в компонентах волоконно-оптических линий связи. Сущность изобретения: устройство состоит из источника оптического излучения, источника излучения в ИК-области спектра, V-образного оптического ответвителя, испытуемой микролинзы, диафрагмы, экрана-диафрагмы кольце- вой.фотоприемника, V-образных канавок, юс- тировочных приспособлений, усилителя, измерительного блока с индикатором. Устройство позволяет измерять характеристики линз, дисперсию линзы при различных длинах волн, положение фокальной плоскости, фокальное расстояние. Устройство позволяет производить измерения в видимой и невидимой областях спектра. 3 ил.

DW DdCtW/J0-HUCfyЈ

M /

t Md)

Ј/ Zl /X ffl 6 I I I I I

8009 f,Q I

а).Расходящийся пучок

б).Параллельный пучок

в).Сходящийся пучок