Интерференционный способ измерения клиновидности прозрачных пластин Советский патент 1979 года по МПК G01B11/06 

(54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КЛИНОВИДНОСТИ ПРОЗРАЧНЫХ ПЛАСТИН

деляется выражениями учитьтающими иренцию лучей:

И-П ,.

.v-oos2d ZltencosdL

о - Z.)

Ч

;Т

/ncoc,d.o-cosd

hcosdQ-tCosA где 5 - угол относительного изменения фазы при одном прохождении луча через . пластину; г - коэффициент отражения от одной гра Е - толщина пластины; п - показатель преломления пластины; X - длина волны; Oj и а, - углы, образованные лучом и нормйл но к пластине, соответстаенно в возд хе и в веществе пластины. Если величины этих углов не превышают несколько градусов, то с достаточной степенью /h-1 точности можно принять Г() . (4) из выражения (1) следует, что коэффициент .пропускания Т является периодической функц ей угла 5 и достигает максимального (TjYica -Г±Г-Т и минимального , ; 11И -( значений при jnie S равном, соответственно Itlfl и 1t(vrH |) где m - целое число. Результирующий коэффициент пропускания находится путем интегрирования по поперечному сечению пучка irT3Cx J 3Kds V / . где , W - суммарная мощнос1ъ в пучке ; К(х,у) - плотность мощности в точке с поперечными координатами х и у; Т - коэффициент пропускания пластин в этой точке, определяемый с помощью выражений (1, 2), с учетом того, что e-.(6) fo - толщина Ш1асти 1ы в центре пучка; у - клиновидность в рад. Из выражений (1, 2, 5,6) следует, что при небольшой клиновидности величина Т такж обнаруживает интерференционные изменения, причемTS mot X получается при Л аТ,,,при ,(,.±,.

При изменении клиновидиости отношение этих величин изменяется в пределах

()2

53 max

й

Т,

smm

Используя выражения 1, 2, 5, 6 можно доказать, что в случае лазерного пучка с осевой

I м

S Умах.

симметрией

(7)

,(r),

Т.

S miH т.е. указанное отношение является функцией приведенной клиновидности Г Х (d - диаметр пучка, К - длина волиы;, причём, показатель преломления п пластины служит парамет- , ром этой функции. Вид функции f (Т) определяется распределением интенсивности в лазерном пучке и может быть рассчитан с помощью выражения (5). Для получения воспроизводимых результатов целесообразно использовать лазерные пучки с гауссовским или равномерным распределениями интенсивности (последний можно получить путем диафрагмирования расширенного многомодового лазерного пучка). Для гауссовского пучка функция i (Г) имеет вид -It-n Hrt-) |( ).Полученная функциональная зависимость используется при измерении клиновидности гауссовским пучком. Измерение осуществляется в следующем порядке..; Плавно отклоняя исследуемую пластину с помощью БИНТОВОГО устройства отсчитывают максимальное и минимальное показания регистрирующего прибора, а затем, зная отнощение этих показаний;, находят из графика величину клиновидности у. Меняя диаметр лазерного пучка можно изменять масштаб отсчета, а следовательно, и преде-лы измерения 7- , Направляя лазерный пучок в различные точки пластины можно исследовать распределение клиновидности по ее поверхности.Предлагаемый способ не требует применения калиброванного измерителя мощности, больших затрат времени и высокой квалификации персонала. Он может с успехом применяться для массового контроля оптических элементов на поточных линиях. Формула изобретения Интерференционный способ измерения клиновидности прозрзшых пластин, заключаю.щийся

в том, что на поверхность пластинынормально к ее поверхности направляют коллимированное излучение с заданным диаметром пучка и измеряют мощность прошедшегй через пластину из. лучения, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности измерений, контролируемую пластину плавно отклоняют от ее первоначального положения и судято клиновидности по относительному изменению измеряемой моошости прошедщего через пластину излучения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Коломийце |, Ю, В. и др. Оптические приборы для измерения линейных л угловых величин в мащиностроении. М.,Машшюстроение 1964, с. 32-35 - прототип.