Интерферометр для контроля вогнутых сферических поверхностей Советский патент 1982 года по МПК G01B9/02 

(5) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВОГНУТЫХ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля качества оптических поверх ностей. Известен интерферометр для .контроля оптических поверхностей, содер жащий осветительную систему, расположенные последовательно по ходу лучей светоделитель, объектов, апла натический мениск и регистратор интерференционной картины. Недостатками известного интерферометра являются низкая точность ко троля, обусловленная тем, что лучи света отражаются от кбнтролируемой поверхности только один раз, а также сравнительно высокая трудоемкост контроля, обусловленная тем, что интерференционная картина чрезвычайно чувствительна к смещениям контролируемой поверхности относительно ин терферометра. По основному авт. св. № известен интерферометр для контроля вогнутых сферических, поверхностей, содержащий осветительную систему., , расположенные последовательно по хоДУ лучей светоделитель, объектов, апланатический мениск, плоское зеркало с отверстием и регистратор ин-;, терференционной картины. Недостатком этого интерферометра является сравнительно низкая точность контроля, обусловленная тем, что лучи света отражаются от контролируемой поверхности только два раза. Цель изобретения - повышение точности контроля. Указанная цель достигается тем, что интерферометр снабжен оптической деталью, выполненной в виде половинки концентрического мениска, первая по ходу лучей поверхность которого просветленная, а вторая зеркальная, установленной за апланатическим мениском так, что общий центр кривизны поверхностей концентрического мениска совмещен с фокусом 3 s интерферометра, a плоская боковая поверхность половинки концентрического мениска проходит через оптическую ось интерферометра. Кроме того, с целью контроля также гиперболических и вогнутых эллиптических поверхностей, радиус кри визны зеркальной поверхности концент рического мениска равен расстоянию между геометрическими фокусами контролируемой поверхности, а плоское зеркало установлено с возможностью вывода из хода лучей. На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого интерферометра при контроле сферической поверхности; на фиг. 2 - ход лучейпри контроле гиперболической поверхности; на фиг. 3 - ход лучей при контроле эллиптической поверхности, Интерферометр (фиг. 1) содержит лазер 1, расположенные последователь но, по ходу ert) лучей микрообъектов 2, светоделитель 3 объектив k, апла натический мениск 5 СО светоделитель ным покрытием 6, оптическую деталь в виде половинки 7 концентрического мениска с зеркальным покрытием 8, плоское зеркало 9 с отверстием, установленное в фокусе интерферометра отражающим покрытием к контролируемой сферической поверхности 10, и регистратор 11 интерференционной картины. Центр отверстия зеркала 9 и общий центр кривизны поверхностей половинки 7 концентрического мениска совмещены с фокусом интерферометра. Плоская боковая поверхность половин ки 7 концентрического мениска прохо дит через оптическую ось интерферометра. Центр кривизны контролируемо поверхности 10 смещаете перпендикулярно оптической оси интерфероме ра на величину, большую или равную I/if диаметра отверстия плоского зер кала 9- . Интерферометр работает следующим образом. Излучение лазера 1 проходит микрообъектив 2, светоделитель 3, объе тив Ц и разделяется светоделительны покрытием 6 апланатического мениска 5 на два пучка. Отраженный от светоделительного покрытия 6 пучок явл ется эталонным, а прошедший - рабочим, Йабочий пучок проходит отверстие в плоском зеркале 9 и попадает в рабочую ветвь, где отражается последовательно от контролируемой поверхности 10, плоского зеркала 9 вновь от контролируемой поверхности 10, проходит через отверстие зеркала 9, отражается от зеркального покрытия 8 половинки 7 концентрического менисКа, проходит рабочую ветвь интеферометра в обратном направлении и интерферирует с эталонным волновым фронтом на светоделительном покрытии ,6 апланатического мениска 5Получаемая интерференционная картина исследуется с помощью регистратора 11, Одновременно в поле зрения регистратора 11 возникает интерференционная картина, являющаяся результатом взаимодействия волнового фронта, отраженного от зеркального покрытия 8 половинки 7 концентрического мениска со стороны стекла, с эталонным волновым фронтом, которая позволяет судить о правильности установки половинки 7 концентрического мениска в схеме интерферометра, в процессе контроля. При контроле гиперболических (фиг. 2) и вогнутых эллиптических (фиг, 3) поверхностей 12 радиус кривизны зеркального покрытия 8 половинки 7 концентрического мениска равен расстоянию между геометрическими фокусами контролируемой поверхности 12, плоское зеркало 9 выводится из хода лучей, а фокус интерферометра совмещается с одним из геометрических фокусов контролируемой поверхности 12. При этом рабочий волновой фронт отражается последовательно от одной половины контролируемой поверхности 12, от зеркального покрытия 8 половинки 7 концентрического мениска в точке F, от другой половины контролируемой поверхности 12, затем от всего зеркального покрытия 8 половинки 7 концентрического мениска и далее проходит рабочую ветвь интерферометра в обратной последовательности. Снабжение интерферометра оптической деталью, выполненный в виде половинки концентрического мениска, позволяет повысить точность контроля благодаря тому, что лучи света отражаются от контролируемой поверхности не два, а четыре раза, крометого, позволяет контролировать гиперболические и вогнутые эллиптические поверхности.

Формула изобретения

с фокусом интерферометра, а плоская боковая поверхность половинки концентрического мениска проходит через оптическую ось интерферометра.

2. Интерферометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью контроля также гиперболических и вогнутых эллиптических поверхностей, радиус кривизны зеркальной поверхности концентрического мениска равен расстоянию между геометрическими фокусами контролируемой поверхности, а плоское зеркало установлено с возможностью вывода из хода лучей.