ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВЫПУКЛЫХ ГИПЕРБОЛИЧЕСКИХ И ВОГНУТЫХ ЭЛЛИПТИЧЕСКИХ Советский патент 1972 года по МПК G01B9/02 

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано, в частности, для контроля качества асферических поверхностей второго порядка.

Известен интерферометр для контроля качества выпуклых гиперболических и вогнутых эллиптических поверхностей, содержащий монохроматический источиик света, например оптический квантовый генератор, фокусирующее устройство, создающее точечный источник света, плоскопараллельную пластинку с одной полупрозрачной поверхностью, экран для наблюдения интерференционной картины, имеющий отверстие в центре и расположеииый вблизи точечного источника света, и вспомогательную оптическую деталь индивидуального назначения. Однако этот интерферометр требует применения высокоточных вспомогательных оптических деталей индивидуального назначения, т. е. пригодных для контроля асферических поверхностей строго одинаковых параметров.

Предлагаемый интерферометр отличается от известного тем, что для упрощения конструкции и расщирения диапазона контролируемых поверхностей точечный источник света установлен перед одной полупрозрачной поверхностью пластинки на расстоянии, равном половине расстояния между геометрическими фокусами контролируемой поверхности, причем расстояние от другой поверхности пластинки до верщины контролируемой поверхности равно

о

J

где Го и S - соответственно радиус кривизны при вершине контролируемой поверхности и ее эксцентриситет;

d И п -толщина и показатель преломления плоскопараллельной пластинки.

Принципиальиые схемы интерферометра представлены на фиг. 1 и 2.

Описываемый интерферометр содержит оптический квантовый генератор / непрерывного действия, например ОКГ-11, фокусирующее устройство 2 (например, микрообъектив), плоскопараллельную пластинку 3, одна поверхность которой полупрозрачная, экран 4 для наблюдения интерференционной картины. Контролируемая поверхность 5 на фиг. 1 .выпуклая гиперболическая, а на фиг. 2 - вогнутая эллиптическая.

Плоскопараллельная пластинка установлена перпендикулярно оси симметрии контролируемой поверхности па расстоянии

от ее вершины. В этой формуле го - радиус кривизны при вершине контролируемой поверхности; 6 - эксцентриситет контролируемой поверхности; d - толщина плоскопараллельиой пластинки; л-показатель преломления нлосконараллельной пластинки.

Лучи, выходяш,ие из оптического квантового генератора, фокусируются микрообъективом и образуют точечный источник света, расположенный от пластинки на расстоянии

а

(2)

где FI Л FZ - геометрические фокусы (анаберрационные точки) контролируемых поверхностей.

Лучи, идущие из точечного источника света, достигают пластинки и разделяются на два пучка: один из пучков построен лучами, отраженными от полупрозрачной поверхности пластинки, и образует эталонный сферический волновой фронт; другой пучок проходит через пластинку, достигает контролируемой поверхности, отражается от нее и вновь проходит через пластинку, но в обратном направлении, он образует сферический волновой фронт только в том случае, когда контролируемая поверхность имеет идеальную форму, а пластинка не вносит больших аберраций в нреломленные пучки лучей. Эти аберрации во многих случаях пренебрежимо малы по сравнению с требуемой точностью контроля, но в случае необходимости могут быть учтены при обработке интерференционной картины.

При соблюдении указанного расположения деталей интерферометра обеспечивается совпадение центров кривизны двух сферических волновых фронтов: эталонного и контролируемого, несущего информацию о .погрешностях контролируемой поверх-ности. Погрешности определяются по -интерференционной картине, которую можно получить как в виде полос (небольшими наклонами пластинки), так и в виде колец.

Оптические квантовые генераторы и микрообъективы являются законченными узлами интерферометра и выпускаются нашей нромышленностью в широком диапазоне параметров. Экран интерферометра является простейшей деталью. Изготовление плоскопараллельиой пластинки необходимого качества не встречает затруднений в современном оптическом производстве. Таким образом, предложенный интерферометр исключительно прост в изготовлении и не требует при.л енения каких-либо дополнительных деталей индивидуального назначения, поэтому область его применения значительно шире, чем приборов аналогичного назначения, и онределяется главным образом диаметром пластинки.

Предмет изобретения

Интерферометр для контроля качества выпуклых гиперболических и вогнутых эллиптических поверхпостей, содержащий монохроматический источник света, например оптический квантовый генератор, фокусирующее устройство, создающее точечный источник света, плоскопараллельпую пластинку с одной полупрозрачной поверхпостыо и экран для наблюдения интерфереициониой картины, имеющий отверстие в центре и рас11оложе1.ный вблизи точечного источника света, отличаюи/ ийся тем. чтэ, с целью упрощения конструкции и ра1сширеиия диапазона контролируемых поверхностей, точечный источник света установлен перед одной нолупрозрачной поверхностью пластинки на расстоянии, равном половине расстояния между геометрическими фокусами контролируемой поверхности, причем расстояние от другой поверхиости пластинки до вершины контролируемой поверхности равно:

Го

t

,

Го и е - соответственно радиус кривизны при вершине коитролируемой поверхности и ее эксцентриситет; d и п - толщина и показатель преломления плоскопараллельной пластинки.

Фиг 2