Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности для контроля правильности формы вогнутых сферических и асферических (с небольшим отступлением от сферы) поверхностей оптических деталей.
Известен интерферометр для контроля формы поверхностей оптических деталей, содержащий осветительную, призменную и наблюдательную системы.
Недостатком известного интерферометра является малая светосила и, следовательно, низкие яркость и контраст интерференционной картины при контроле поверхностей с малым коэффициентом отражения.
Наиболее близким устройством к изобретению по технической сущности является интерферометр с обратно-круговым ходом лучей для контроля формы вогнутых сферических и асферических поверхностей оптических деталей, содержащий осветительную систему, включающую лазер и коллиматорный объектив, призменную и наблюдательную системы. Призменная система состоит из склеенных между собой светоделительного кубика и прямоугольной или ромбической призмы. Коллиматорный объектив установлен неподвижно.
Недостатками известного интерферометра являются то, что в нем не устранены причины, вызывающие появление разности аберраций интерферирующих пучков и снижающие точность контроля; а также то, что фокус рабочего и опорного пучков удалены от оси и центра кривизны контролируемой поверхности на значительное расстояние, что является причиной появления ошибки контроля типа астигматизма, величина которой тем больше, чем больше удаление и чем меньше радиус кривизны контролируемой сферы. В связи с этим на известном интерферометре не представляется возможным выполнять точный контроль поверхностей, радиус кривизны которых меньше 3-4 м. Таким образом известный интерферометр имеет недостаточно высокую точность контроля и ограниченный диапазон радиусов кривизны контролируемых поверхностей.
Целью изобретения является повышение точности контроля и расширение диапазона радиусов кривизны контролируемых поверхностей.
Поставленная цель достигается за счет того, что призменная система выполнена в виде последовательно расположенных светоделительного кубика, плоского и двугранного зеркал и установленного между этими зеркалами высокоапертурного симметричного объектива, а коллиматорный объектив выполнен с возможностью осевого перемещения.
На чертеже изображена принципиальная схема интерферометра с обратно-круговым ходом лучей для контроля формы вогнутых сферических и асферических поверхностей оптических деталей.
Интерферометр содержит осветительную систему, включающую лазер 1, отрицательную линзу 2 и коллиматорный объектив 3, выполненный с возможностью осевого перемещения и диафрагму 4, призменную систему, выполненную в виде последовательно расположенных светоделительного кубика 5, плоского зеркала 6, высокоапертурного объектива 7 и двугранного зеркала 8, наблюдательную систему, включающую объектив 9, основной окуляр 10 и сменный окуляр 11.
Индексом 12 обозначена контролируемая поверхность оптической детали.
Работает описываемый интерферометр следующим образом.
Входящий из лазера 1 узкий пучок лучей с помощью линзы 2 расширяется до необходимого размера и направляется на коллиматорный объектив 3, имеющий фокусирующее перемещение вдоль оси. После объектива 3 пучок лучей попадает на светоделительный кубик 5, диагональной гранью которого делится на два пучка опорный и рабочий. Опорный пучок лучей после отражения от диагональной грани кубика 5 направляется к контролируемой поверхности 12 и осевым перемещением объектива 3 фокусируется вблизи ее центра О2. После отражения от контролируемой поверхности 12 опорный пучок лучей последовательно отражается от двугранного зеркала 8, проходит высокоапертурный объектив 7, и после отражения от плоского зеркала 6 и диагональной грани кубика 5 собирается в фокусе F7 и далее направляется в объектив 9 наблюдательной системы. Рабочий пучок, пройдя диагональную грань кубика 5, падает на зеркало 6, и, отразившись от этого зеркала 6, проходит объектив 7. После прохождения объектива 7 и отражения от двугранного зеркала 8, пучок лучей собирается в фокусе F7'. Параметры и взаимные положения призменной системы с объективом 7 подобраны таким образом, что фокуса F7F7' и центр кривизны О1 контролируемой поверхности находятся на одной прямой, перпендикулярной оси О1О2. Из фокуса F7 рабочий пучок лучей направляется на контролирующую поверхность 12, отражается от нее и приходит к диагональной грани кубика 5, где накладывается на опорный пучок лучей, интерферирует с ним и вместе с ним направляется в объектив 9 наблюдательной системы.
В описываемом интерферометре сохранены положительные свойства: виброустойчивость, низкая чувствительность к дефектам оптических элементов интерферометра и возможность использования источника света невысокой пространственной и временной когерентности. Вместе с тем за счет использования высокоапертурного симметричного объектива 7 и систем зеркал 6, 8 удалось устранить отмеченные выше недостатки. Действительно, благодаря симметричной конструкции объектив 7 вносит одинаковые аберрации в опорный и рабочий пучки лучей, которые проходят объектив 7 в противоположных направлениях. Таким образом разность аберраций в пучках, а следовательно, вызываемая ею погрешность контроля в описываемой схеме сведены к минимуму. Уменьшение расстояния между осью контролируемой поверхности и осями рабочего и опорного пучков лучей достигнуто за счет трехкратного излома оси объектива 7. Излом осуществлен с помощью трех плоских зеркал, зеркалом 6 перед объективом 7, в двугранном зеркале 8 за объективом 7. Применение указанной системы позволило расстояние O1F7 и соответственно O1F7' значительно уменьшить. Это дает возможность использовать интерферометр для точного контроля сферических поверхностей с минимальным (порядка 2 метра) радиусом кривизны.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ИНТЕРФЕРОМЕТР С ОБРАТНОКРУГОВЫМ ХОДОМ ЛУЧЕЙ | 1986 |
|
SU1383969A1 |
ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ВЫПУКЛЫХ ГИПЕРБОЛИЧЕСКИХ ЗЕРКАЛ | 2017 |
|
RU2649240C1 |
Интерферометр для контроля качества поверхностей вращения второго порядка | 1961 |
|
SU149910A1 |
ИММЕРСИОННЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР | 1972 |
|
SU346571A1 |
Интерферометр для контроля формы сферических поверхностей линз | 1982 |
|
SU1068699A1 |
ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОПТИЧЕСКИХ | 1973 |
|
SU373519A1 |
ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ МНОГОЦЕЛЕВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ | 2016 |
|
RU2615717C1 |
Интерферометр для контроля формы поверхности | 1990 |
|
SU1755041A1 |
Углоизмерительный прибор | 2019 |
|
RU2713991C1 |
Интерферометр для контроля измененияАбЕРРАций лиНз и зЕРКАл пРи зАКРЕплЕНиииХ B ОпРАВы | 1978 |
|
SU848999A1 |
Интерферометр с обратно-круговым ходом лучей для контроля формы вогнутых сферических и асферических поверхностей оптических деталей, содержащий осветительную систему, включающую лазер и коллиматорный объектив, призменную и наблюдательную системы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля и расширения диапазона радиусов кривизны контролируемых поверхностей, призменная система выполнена в виде последовательно расположенных светоделительного кубика, плоского и двугранного зеркал и установленного между этими зеркалами высокоапертурного симметричного объектива, а коллиматорный объектив выполнен с возможностью осевого перемещения.
Интерферометр с обратно-круговым ходом лучей для контроля формы вогнутых сферических и асферических поверхностей оптических деталей, содержащий осветительную систему, включающую лазер и коллиматорный объектив, призменную и наблюдательную системы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля и расширения диапазона радиусов кривизны контролируемых поверхностей, призменная система выполнена в виде последовательно расположенных светоделительного кубика, плоского и двугранного зеркал и установленного между этими зеркалами высокоапертурного симметричного объектива, а коллиматорный объектив выполнен с возможностью осевого перемещения.
Патент США N 3799673, кл | |||
Приспособление для постепенного включения и выключения фрикционных муфт в самодвижущихся экипажах и т.п. | 1919 |
|
SU356A1 |
Интерферометр с обратно-круговым ходом, разработанный фирмой Пектин-Элмер | |||
Common Pat R | |||
Interferometr "Optical Enginering", 1973, 12, N 5. |
Авторы
Даты
1996-05-27—Публикация
1979-04-11—Подача