Интерферометр для контроля качества высокоапертурных вогнутых сферических поверхностей Советский патент 1979 года по МПК G01B9/02 G01B11/24 

(54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ВЫСОКОАПЕРТУРНЫХ ВОГНУТЫХ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

монохроматический источник 1 света, фокусирующий объектив 2, плоское зеркало 3 с отверстием, установленное под углом к оптической оси 0-0| и. линзовый компенсатор,, выполненный в виде отрицательной апланатической

линзы 4, центр кривизны выпуклой поверхности которой совмещен с изображением отверстия плоского .зеркала 3, систему для наблюдения и регистрации интерференционной Картины, включающую окуляр 5, линзу 6, объектив 7 и фотопленку 8, контролируемую поверхность 9. Работает описываемый интерферометр следующим образом.

Лучи света, выходящие из монохроматического источника 1 св(ета, например лазера, фокуойруются объективом 2 на отверстии зеркала 3 (в точку А), затем преломляются вогнутой поверхностью отрицательной апланатической линзь1 4, образуя изображение точки А в точке А, совмещенной с центром кривизны С выпуклой поверхности линзы 4. Поэтому лучи света падаWT нормально на выпуклую поверхйость линзы 4, частично отражаются от нее, а частично направляются к контролируемой поверхности 9, отражаются от нее и повторяют свой путь в обратном найравлении. Лучи, отраженные от вьшуклой поверхности линзы 4, создают эталонный волновой фронт сравнения, а лучи, отраженные от контролируемой поверхности 9 - анализируемый волновой фронт. При настройке интерферометра линза 6, объектив 7 и фотопленка 8 выключаются из хода лучей, а глаз наблюдателя располагается непосредственно за окуляром 5. Апланаткческую линзу 4 смещают в направлени перпендикулярном к оптической оси 0-0. Так как величина смещения очень мала (в предель HO;W случае равна Диаметру отверстия плоского зеркала 3), то апланатическая линза 4 не внесет аберраций ни в отраженный:, ни в преломленный пучок лучей. Совмещая два изображения точки А; поСтрбейНые лучами, отраженными от выпуклой поверхности линзы 4 и контролируемой поверхности 9, включают линзу 6 и наблюдают интерференционную картину, по которой и производят контроль. Для фотографирования интерференционной картины используют объектив 7 и фотопленку 8 (образующие фотокамеру).

В описываемом интерферометре выполнение линзового компенсатора в виде апланатической линзы 4 существенно расигаряет диапазон параметров контролируемых поверхностей, так как линза 4.в п раз увеличивает апертуру пучка лучей, выходящего из фокусирующего объектива 2 (п - показатель преломления апланатической линзы). В роли последнего можно испольЭ(овать микрообъектив с телецентрическим хо- .

дом лучей. Если числовая апертура микрообъектива равна 0,5, а показатель преломления п 1,8, то интерферометр позволит контролировать сферические поверхности, диаметры которых в 1,8 раза больще, радиуса. Ни один из существующих интерферометров, предназначенных для контроля вогнутых сферических поверностей, больщрго диаметра, не имеет такой возможности.

Кроме того, в описываемом интерферометре в отличие от известного используется зеркало 3 с М аль1м отверстием (диаметр отверстия 0,2-0,3 мм), а не разделительный элемент с полупрозрачной поверхностью раздела. Применение зеркала с отверстием преследует две цели существенно увеличить светосилу интерферометра и отсечь вредные лучи, возникающие из-за многократных отражений внутри фокусирующего объектива 2. Таким образом, в описьшаемом интерферометре возникает контрастная интерференционная картина, не имеющая вредного фона, обычно возникающего в лазерных интерферометрах.

Упрощение конструкции интерферометра достигнуто благодаря тому, что примерно на 80% узлы интерферометра состоят, из унифицированных деталей, серийно изготавливаемых нащей промыпшенностью, что создает предпосылки для серийного изготовления интерферометра в короткие сроки.

Формула изобретения

Интерферометр для контроля качества вы сокоапертурных вогнутых сферических поверхностей, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси монохроматический источник света, фокусир тоидай объектив и линзовый компенсатор, систему для наблюдения и регистрации .интерференционной картины, о т л и ч а и щ и и с я тем, что, с целью расщирения диапазона параметров контролируемых поверхностей и упрощения конструкции, он снабжен плоским зеркалом с отверстием, установленным между фокусирующим объективом и линзовым компенсатором под углом к оптической оси, а линзовый компенсатор вьшолнен в виде отрицательной апланатической линзы, центр кривизны выпуклой поверхности которой совмещен с изображением отверстия, плоского зеркала..

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское cвидeteльcтвo СССР № 373519, кл. G 01 В 9/02, 1973 (прототип).