Интерферометр для исследования оптических неоднородностей стекла в оптических деталях Советский патент 1982 года по МПК G01B9/02 

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано в частности, для исследования оптических неоднородностей стекла в оптических деталях и заготовках, преимущественно крупногабаритных. Известен интерферометр для исследо вания оптических неоднородностей стек ла в оптических деталях, построенный по широко известной схеме Майкельсона tn. Однако такой интерферометр характеризуется недостаточно высокой точностью исследования. Наиболее близким к изобретению является интерферометр для исследования оптических неоднородностей стекла в оптических деталях, преимущественно крупногабаритных, содержащий последовательно установленные монохроматический источник света, микрообъектив, диафрагму и полупрозрачную пластину, делящую световой поток на две ветви, объектив, элемент с плоской эталонНОЙ поверхностью и пластину, расположенные в одной из ветвей, и окуляр, расположенный в другой ветви. Пластина имеет эталонную поверхность, а элемент с плоской эталонной поверхностью представляет собой эталонную клиновидную пластину 2. Объектив состоит из двух склееных линз, диаметр которых равен диаметру исследуемой детали. В случае контроля крупногабаритных образцов подобное выполнение объектива затруднено ввиду технологических трудностей. Кроме того, вес этого объектива вызывает его деформацию, вследствие чего снижается точность исследования. На точность исследования также влияют высокие требования к качеству изготовления плоских эталонных поверхностей. Таким образом, все эти недостатки снижают точность исследования. Целью изобретения является повышение точности исследования. Поставленная цель достигается тем, что интерферометр снабжен голо граммой, установленной прред задней фокальной плоскостью объектива, а последняя поверхность объектива выполнена плоской и является эталонной поверхностью. Кроме того, объектив может быть выполнен в виде плосковыпуклой линзы и мениска, обращенного выпуклостью к монохроматическому источнику света, или в виде плоскогиперболичесКой линзы. На фиг. 1 изображена принципиальная схема интерферометра для исследования оптических неоднородностей стекла в оптических деталях; на фиг, 2 - вариант выполнения объектива интерферометра. Интерферометр содержит последовательно установленные монохроматический источник 1 света, микрообъектив диафрагму 3 и полупрозрачную пастину Ц, делящую световой поток на две ветви, объектив 5 и клиновидную плас тину 6,. расположенные в одной из вет вей, окуляр 7 с диафрагмой 8 и голограмму 9. расположенные в другой ветви. Голограмма 9 установлена перед задней фокальной плоскостью объектива 5 а последняя поверхность объектива 5 выполнена плоской и является эталонной поверхностью. Объектив 5 может быть выполнен (фиг. 1) в виде плосковыпуклой линзы 10 и мениска 1 обращенного выпуклостью к монохроматическому источнику 1 света. Объектив 5 может быть также выполнен (фиг. 2) в виде плоскогипербо лической линзы 12. Интерферометр работает следующим образом. Предварительно производится, запись голограммы 9: пучок лучей от монохроматического источника 1 света собирается микрообъективом 2 на отверстии в диафрагме 3 расположенн,ой в фокальной плоскости объектива 5. Расходящийся пучок проходит через полупрозрачную пластину k, преобразуется объективом 5 в параллельный пучок, который отражается от плоской поверхности плосковыпуклой линзы 10 и от плоской поверхности клиновидной плactины 6. На фотопластинке, помещенной в позицию голограммы 9 записывается интерференционная картина двух отраженных пучков . После фотопроцесса голограмма 9 устанавливается на прежнее место, что контролируется по изображениям выходных зрачков, наблюдаемых в окуляр 7. Перед-записью голограммы 9 изображения диафрагмы 3 разводятся на некоторую величину для обеспечения удовлетворительной пространственной фильтрации. Исследование оптической неоднородности стекла в оптических деталях производится следующим образом. Исследуемая деталь 13 устанавливается между плоскими поверхностями клиновидной пластины 6 и плосковыпуклой Линзы ТО или плоскогиперболической линзы 12. Ход лучей при исследовании аналогичен ходу лучей при записи голограммы 9. На голограмму 9 попадает волновой фронт, отраженный от плоской поверхности плосковыпуклой линзы 10 или плоскогиперболической линзы 12, и волновой фронт, отраженный от плоской поверхности клиновидной пластины 6 и дважды прошедший через исследуемую деталь 13- Волновой фронт, отраженный от плоской поверхности линзы 10 или линзы 12 проходит в нулевом порядке через голограмму 9 диафрагму 8 и попадает в окуляр 7. Волновой фронт, отраженный от поверхности клиновидной пластины 6, изменяется в соответствии с имеющейся неоднородностью в детали 13 и попадает на голограмму 9 которая восстанавливает исходный волновой фронт, с учетом искажения фронта, отраженного от поверхности клиновидной пластины 6. По интерференции двух фронтов: фронта, прошедшего в нулевом порядке, и восстановленного волнового фронта, оценивается величина градиента показателя преломления детали 13. В случае контроля деталей с необработанными поверхностями между плоскими поверхностями заливается иммерсионная жидкость с показателем преломления, равным показателю преломления исследуемой детали. Снижение требования к эталонным поверхностям дает в конечном итоге повышение точности исследования, так как при одинаковом изготовлении эталонных поверхностей в известном и предлагаемом интерферометрах погрешности изготовления этих поверхностей меньше сказываются в предлагаемом

интерферометре на точность исследования.

формула изобретения

1. Интерферометр для исследования оптических неоднородностей стекла в оптических деталях, преимущественно крупногабаритных, содержащий последовательно установленные монохроматический источник света, микрообъектив, диафрагму и полупрозрачную пластину, делящую световой поток на две ветви, объектив, элемент с плоской эталонной поверхностью и пластину, расположенные в одной из ветвей, и окуляр, расположённый в другой ветви, о т л и ч щ и и с я тем, что, с целью повышения точности исследования, интерферометр снабжен голограммой, установленной перед задней фокальной плоскостью объектива, а последняя поверхность объектива выполнена плоской и является эталонной поверхностью..

2.Интерферометр по п. 1, отличающийся тем-, что объектив выполнен в виде плосковыпуклой линзы и мениска, обращенного выпуклостью

к монохроматическому источнику света.

3.Интерферометр по п. 1, отличающийся тем, что объектив выполнен в виде плоскогиперболической линзы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Коломийцов Ю.В. Интерферометры. Л., Машиностроение, 1976, с.52-55.

2.Там же, с. 52-53 (прототип).

10

13