Устройство для измерения геометрических параметров зеркальных оптических элементов Советский патент 1980 года по МПК G01B11/24 G01B9/21 G02B27/28 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения зеркальных оптических элементов, в том числе их и радиусов кривизны и отступлений от сферичности.

По основному авт. св. № 593070, известно устройство для измерения геометрических параметров зеркальных Q оптических элементов, содержащее последовательно расположенные источник когерентного излучения и светоделитель , систему формирования опорного пучка излучения и.систему формированияпредметного пучка излучения,включающий блок освещения и сигнальный канал, состоящий из отражателя, рассеивателя, расположенного между блоком освещения и отражателем на рас- 20 стоянии от последнего,меньшее фокусного расстояния отражателя,и регист-. ратора излучения .

Недостатком известного устройства является то, что при наблюдении ин- 25 терферограммы оптического элемента виден блик отраженного от оптического элемента и нерассеянного излучения.

Этот блик мешает наблюдению интерференционной картины, создает на оп- JQ

тическом элементе некотролируемую зо-. ну (место блика), что снижает точность измерения геометрических параметров оптических элементов.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено поляризующим узлом, расположенным в сигнальном канале по ходу световых лучей перед регистратором излучения, и блоком вращения плоскости поляризации, установленным в системе формирования опорного пучка излучения или в блоке освещения систеквл формирования предметного пучка излучения.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 когерентного излучения, светоделитель 2, систему 3 формирования опорнс го пучка излучения, одним из элементов которой является блок 4 вращения плоскости поляризации, систему формирования предметного пучка излучения, включающую блок 5 освещения, сигнальный канал, состоя1т;ий из отражателя 6, рассеивателя 7, регистратора 8 излучения и поляризующего узла 9, расположенного по ходу световых лучей перед регистратором 8 излучения.

Блок 4 вращения плоскости поляризации установлен в системе 3 формирования опорного пучка излучения.

Отражатель б расположен за рессеивателем 7 на расстоянии, меньшем, чем его фсэкусное расстояние.

Поверхность рассеивателя 7 полностью перекрывает контролируемую поверхность зеркального оптического элемента, устанавливаемого в процессе измерения на место отражателя 6. в качестве ejfOKa 4 вращения плоскости поляризации используются кристалли ческие пластины, магнитно-оптические устройства и другие элементы. В качестве регистратора 8 излучения используются фотопластинки, фототермопластинки и другие светочувствительные материалы.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно регулируют блок 4 вращения плоскости поляризации так, чтобы он вращал плоскость поляризации источника 1 когерентного излучения на Эо. Поляризующий узел 9 ориентируют таким образом, чтобы через него проходило только излучение, плоскость поляризации которого повернется на относительно плоскости ..поляризации источника 1 когерентного излучения.

: После, этого на регистраторе 8 излучения получают голограмму рассеивателя 7 с расположенными за ним от ражателем 6. Затем разворичивают отражатель б вокруг центра кривизны контролируемой оптической поверхности и наблюдают через полученную голограмму локализованную на рассеивателе 7 интерференционную картину. По виду этой интерференционной картины оценивают качество контролируемого зеркального элемента методами сдвиговой интерферометрии,

Интерференционная картина на рассеивателе 7 образуется следующим образом.

При наблюдении через голограмму видна интерференционная картина, созданная двумя волнами, которые образованы той частью излучения истопника 1, которая после отражения от светоделителя 2, прохождения блока б освещенид, рассеивателя 7 без рассеяния, отражения от отражателя б и рассеянная при обратном прохождении на рассеивателе 7 попадает на регистратор 8 излучения. Одна из этих врлн распространяется непосредственно от рассеивателя 7, а другая образуется при дифракции опорного пучка излучения на голограмме.

При рассеянии на поверхности рассеивателя 7 излучение деполяризуется и, следовательно, часть рассеянного излучения наблюдается при любой ориентации поляризуюсцего узла 9. При выбранной раннее ориентации поляризующего узла 9, отраженное от отражателя б и не рассеянное на рассеивателе 7, излучение не проходит через поляризующий узел 9, и блик, отраженного излучения, не виден при наблюдении. Для того, чтобы зарегистрировать голограмму излучения с плоскостью

5 поляризации, ортогональной плоскости поляризации источника 1 когерентного излучения, блок 4 вращения плоскости поляризации отрегулирован так, что он поворачивает плоскость поляризации

0 источника 1 на 90°.

Цель изобретения достигается и в том случае, если блок 4 вращения плоскости поляризации помещен в блок. 5 освещения, а поляризующий узел 9

отрегулирован так, чтобы пропускать излучение, поляризованное в плоскости поляризации источника 1 когерентного излучения.

Использование предлагаемого изобретения позволяет уменьшить шумы и увеличить контраст получаемых интерферограмм и тем самым увеличить точность измерений. Как показывают расчеты, наибольший эффект получен при контроле оптических элементов с малыми радиусами кривизны, так как этом случае особенно велики шумы при измерениях.

Формула изобретения

Устройство для измерения геометрических параметров зеркальных оптических элементов по авт св. № 593070,. отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено поляризующим узлом, расположенным в сигнальном канале по ходу световых лучей перед регистратором излучения, и блоком вращения плоскости поляризации, установленным в

системе формирования опорного пучка излучения или в блоке освещения системы формирования предметного пучка излучения.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР I 593070, кл. G 01 В 11/24, G 01 В 9/021, 1976 (прототип).