СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Советский патент 1974 года по МПК G01B11/30 

Изобретение касается контрольно-измерительной техники и может быть использовашо, Б частности При контроле качества оптических поверхностей. Известен способ контроля качества оптических поверхностей, преимущественно асферических, заключающийся в том, что преобразуют фронт волны, отраженной от контролируемой поверхности или прошедший через нее, с помощью искусственной голограммы в сферический или цилиндрический и исследуют его интерферспционньш или теневым методом. Искусственные голограммы выполняют функцию оптического компенсатора. Однако для этого способа характерно снижение точности контроля вследствие остаточ)1ых аберраций формирующей оптики устройства, реализующего этот способ. Кроме того, при использовании искусственных голограмм требуется весьма тщательная юстировка всех оптических элементов голографического устройства. образом, известный способ имеет недостаточно высокую точвюсть и сложный процесс контроля. Предлагаемый способ отличается от известного тем, что изготавливают голограм-му опорного оптического элемента, например, сферического или цилиндрического зеркала, получают теневую или интерференцианную картину фронта волны от контролируемой поверх ности, преобразованного последовательно искусствепной голограммой и голограм.мой опорного оптического элемента, и производят исследование этой картины. На чертеже изображено устройство, реализующее предложенный способ контроля оптических поверхностей в отраженном свете при наличии отверстия в центре контролируемой детали. Устройство содержит источ1ПИ1К света /, коллиматор 2, светоделитель 3, объектив 4, искусственную компенсационную голограмму 5, опорный оптический элемент 6 (контролируемую поверхность), зеркало 7, голограмму 8 опорного оптического элемента, объектив 9, диафрагму 10 (нож Фуко) и экран 11. Когерентный свет от источника света 1 проходит через коллиматор 2, светоделитель 3 и объектив 4, фокусируется вблизи фокуса F падает на искусственную компенсационную гоограмму 5, зеркально отражается ею в стоону контролируемой поверхности 6, отразившись от нее в обратном направлении пребразуется голограм.мой 5 в сходящуюся в окрестности фокуса F световую волну, падает на объектив 4, отражается от светоделителя 3, проходит через голограмму 8, объектив 9, фильтруется диафрагмой 10 и создает на экране 11 картину интерференции с волной, восстановленной голограммой 8 с помощью

референтного пучка, сформированного светоделителем 3 и зеркалом 7. При теневом варианте контроля зеркало 7 убирается, и на экране 1} «аблюдается теневая картииа фронта волны, восста1новленной голограммой 8. Если поверхность 6 не имеет отстунлений от заданной формы, то теневая или иптерференционная картина На экране 11 представляет однородный фон. При наличии отступлений на экране 11 возникают соответствуюш,ие перераспределения освещенности, но которым оценивают качество оптической поверхности. Для получения голограммы 8 па место контролируемой поверхности устанавливается высококачественное вогнутое сферическое или цилиндрическое зеркало с точпо известным радиусом кривизны и с отверстием в середине, соответствующей юстировкой добкваются совмещения его центра кривизны с фокусом F- объектива 4 и их оптических осей путем наблюдения интерференционной картины на экране 11. По получении минимального числа интерференциопных полос вводят небольн1ую угловую расстройку между восстанавливающим и сигнальным пучками для обеспечения удовлетворнте 1ьной пространственной фильтрации. Голограмму 8 экспонируют и носле соответствующей обработки (проявления, фискирования, сушки) устанавливают в нреж1нее положе}1не. Опорнее зеркало заменяют контролируелюй деталью, причем точную установку ее относительно фокуса F нронзводят с помощью, например, механического «шуна, придвигаемого к онорной поверхности носле того, как установлена голограмма S. Голограмму 5 нарезают алмазным резцом на алюмипнпованной стеклянной подложке в соответствии с расчетными данными, полученными с помощью ЭВМ с учетом уравнения коптролируемой новерхности и параметров голографического устройства (длины световой волны, расстояния от голограммы до вершины контролируемой поверхности и т. д.). Полученная 1аким образом искусственная голограмма представляет систему чередующихся отражающих и неотражающих (поглощающих, рассеивающих) колец или полос. Это обеспечивает высокий к.о.д. голограм1лмы 5 при использовании ее в отраженном свете. Преимуществом предложенного способа является повышение точности контроля, достигаемое путем изготовления дополнительной голограммы высококачественного опорного оптического элемента.

Применение такой голограммы обеспечивает компенсацию аберраций, обусловленных несовершенством формирующей оптики голографического устройства и упрощает процесс контроля, так как отпадает необходимость в тщательной юстировке отдельных оптических элементов устройства. К достоинству предложенного способа относится повышение точности установки контролируемой поверхности относительно освещающего источника в соответствии с параметрами, выбранными нри расчете искусственной голограммы, а также исключение необходимости учета аберраций подложки самой комненсационной голограмны при ее расчете, когда контролируемая поверхность превышает световой диаметр формирующей оптики.

Предмет изобретения

Способ контроля качества оптических поверхностей, преимущественно асферических, заключающийся в том, что преобразуют фронт волны, отраженной от контролируемой поверхности или нрошедшей через нее, с помощью искусственной голограммы в сферический или цилиндрический и исследуют его интерференционным или теневым методом, обличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса контроля, изготавливают голограмму опорного оптического элемента, например сферического или цилиндрического зеркала, нолучают теневую или интерференционную картину фронта волны от контролируемой поверхности, преобразованного последовательно искусственной голограммой и голограммой опорного оптического элемента, и производят исследавагаш этой картины.

.11 Ю

Xl i-A-JiJLJ

ы

,-t:i