Устройство для контроля формы зеркал Советский патент 1981 года по МПК G01B11/255 G01B9/02 H01S3/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМЫ ЗЕРКАЛ

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам контроля формы поверхности асферических зеркал малой кривизны.

Известны устройства для контроля формы зеркал - сферометры, включающие трехточечную опору и измерительный стержень, связанный со шкалой, наблюдаемой в измерительный микроскоп. Опора и j измерительный стержень приводятся в соприкосновение с поверхностью зеркала. По линейному смешению измерительного стержня относительно плоскости, проходящей через точки касания опоры с зеркалом, вычисляется радиус кривизны контролируемого зеркала 1.

Известное устройство имеет низкую гочиость контроля.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля формы зеркал, содержащее источник когерентного света в виде лазера и объектива и расположенные на одной оптической осн зталонное зеркало и схему регистрации. Рбль эталонного зеркала вьшаиняет сферическая отражающая поверхность компенсатора, а схема регистрации состоит из объектива, полупрозрачной пластины и зкрана. Задний фокус объекти-. ва, в котором фокусируется излучение лазера, совмещен с центром кривизны сферической поверхности компенсатора. Лучи, отраженные от этой, являющейся зталонмш, поверхности, проходя в обратном направлении через объектив, создают эталонный фронт сравнения 2.

Недостатком известното устройства является низкая точность измерения.

Цель изобретения - повыщение точности контроля.

Цель достигается тем, что устройство снабжено располагаемыми между эталонным и контролируемым зеркалами по крайней мере пятью активными оптическими элементами, один из которых установлен на оптической оси устройства, а остальные - попарно в вертикальной н горизонтальной плоскостях, проходящих через оптическую ось устрсжства, а схема регистрации выполнена в виде двухканальиого фотоприемника и реверсивного счетчика. На фиг.1 изображена оптическая схема устройства для контроля формы зеркал; на фиг.2 схема регистраципи устройства. Устройство содержит активные элементы 1, эталонное зеркало 2, диафрагму 3 и схему 4 регистрации. Схема 4 регистрации содержит светопроводы 5, фотоприемники-6, в совокупности образующие двухканальный фотоприемник. и реверсивный счетчик 7. Диафрагма 3 в центре и на периферии имее отверстия, механически связайа со схемой 4 регистрации и может устанавливаться в четырех иопожениях при повороте вокруг оси. Тыльная сторона прозрачной подложки эталонного зеркала 2 выполнена в виде трехгранной усеченной пирамидь. Один из активных оптических элементов 1 расположен по оптической оси 0-0 устройства, а остальные, в предлагаемом исполнении четыре, попарно установлены в горизонтальной и вертикальной плоскостях, проходящих через оптическую ось 0-0 устройства, симметрично вокруг первого. Устройство работает следующим образом. После предварительной юстировки устройств относительно контролируемого зеркала 8 лазер образованные эталонным зеркалом 2, активными элементаищ 1 и контролируемым зеркалом 8, начинают генерировать. Частота генерации каждого лазера определяется длиной его резонатора, т. е. фактическим расстоянием между соответствующими точками А и Б на эталонном 2 и контролируемом 8 зеркалах. Лучи лазеров, отклоняясь пирамидальной подложкой зеркала 3, падают на вход схемы регистрации.. Диафрагма 3 может прсетускать лучи тольк попарно. При этом на входе схемы 4 регистрации образуется интерференционная картина, интенсивность 3 которой изменяется по синусоидаль ному закону с пространственным периодом d. Если длины резонаторов центрального из периферийных лазеров равны, интерференционная картина неподвижна. Если длинь указашшх лазеров отличаются, интерференционная картина иачнет перемещатьс в нащ авлении, соответствующем знаку разност со скоростью, определяющейся величиной разости. Торцы светопроводов 5 пространственно азнесены на четверть периода интерференционной артины, поэтому сигналы с фотопрнемников 6 будут сдаинуты по фазе относительно друг друа на 90°. Знак фазового сдвига, зависящий от аправления перемещения, т. е. знака разности лин соответствующих резонаторов, использутся для коммутации направления счета реверивного счетчика 7. Числа биений М, Nj, N5 и Мл, зарегистриованные с учетом знака реверсивным счетиком 7, позволяют вычислить R-радиус кривизы контролируемого зеркала на участке контроя в вертикальной и горизонтальной плоскостях m(NзV.,N,) где к - постоянная прибора. Использование в предлагаемом устройстве зависимости частоты генерации лазера от длинь его резонатора и последующая регистрация числа биений их излучений позволяет, выбирая достаточно большое время регистрации, увеличить точность измерения радиусов кривизны зеркал. Формула изобретения Устройство для контроля формы зеркал, содержащее расположенные на одной оптической оси эталонное зеркало и схему регистрации, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности контроля, оно снабжено располагаемыми между эталонным и контролируемым зеркалами по крайней мере пятью активными оптическими элементами, один из которых установлен на оптической оси устройства, а остальные - попарно в вертикальной и горизонтальной плоскостях, проходящих через оптическую ось устршства, а схема регистрации выполнена в виде двухканального фотоприемника и реверсивного счетчика. Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе 1. Данилович Ф. М. Сборка и юстировка оптических контрольно-измерительных приборов. Л., Мащиностроение, .Ленинградское отделение, 1976. с.209-213. 2. Авторское свидетельство СССР № 373518, кл. G 01 В 11/27, 1973 (прототип).