Интерферометр для контроля качества оптических систем Советский патент 1983 года по МПК G01B9/02 

1-,

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для контроля качества оптических систем и может быть использовано преимущественно в производстве, занятом изготовлением крупногабаритных оптических деталей и систем высокого качества.

Известен интерферометр для контроля качества оптических систем, содержащий источник света, куб-призму, эталонное сферическое зеркало и регистратор интерференционной картины 1 .

Недостатком интерферометра является ограниченный диапазон параметров контролируемых систем, а именно максимальное относительное отверстие равно 1:2,5. При этом необходимо принимать специальные меры для компенсации сферической аберрации; вносимой в .интерферирующие пучки куб-призмой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является интерферометр

ДЛЯ контроля качества оптическиз( систем, содержащий расположенные последовательно осветительную систему с лазерным источником излучения, светоделитёльный блок и эталонное сферическое зеркало, регистратор интерференционной картины, расположенный в обратном ходе излучения за светоделктельным блоком, выполненным так, что он представляет собой в Двух взаимно перпендикулярных направлениях идентичные концентрические менисковые лиизы, оптическая ось каждой из которых составляет угол 45° со светоделительной поверхностью блока, и установленным так, что центры кривизны сферичеЬких поверхностей менисковых линз опртчески сопряжены с фокусом осветительной си( темы 2.

Недостатком интерферометра является сравнительно низкий диапазон параметров конт20ролируемых систем, который определяется, в частности возможностями светоделительного блока, связанными с выбором толщины менисковых линз, поэтому максимальное значение относительного отверстия контролируемых систем составляет 1:1,15. Цель изобретения - расширение диапазона параметров контролируемых оптических систем. Поставленная цель достигается тем, что в интерферометре для контроля качества оптических систем, содержащем расположенные последовательно осветительную систему с лазерным источником излучения, светоделительный блок и эталонное сферическое зерка ло, регистратор интерференционной картины, расположенный в обратном ходе излучения за светоделительным блоком, выполненным так, что он представляет собой в двух взаимно перпендикулярных направлениях идентичные концентрические менисковые линзы, оптическая ось каждой из которых составляет угол 45° со светоделительной поверхностью блока, и установленным так, что центры кривизны сферических поверхностей менисковых линз оптически сопряжены с фокусами осветительной системы, светоделительный блок ориентирован так, что выпуклые поверхности менисковых линз обращены к осветительной сис теме и регистратору интерференционной картины соответственно, а толщина по оптической оси каждой из менисковых линз светоделительного блока меньше светового диамет ра ее выпуклой поверхности не менее, чем в 1,15 раза. На мертеже представлена принципиальная схема одного из возможных вариантов интерферометра для контроля качества оптичес ких систем, в случае контроля вогнутой сферической поверхности. Интерферометр содержит расположенные последовательно осветительную систему, состоящую из лазера 1, плоских зеркал 2 и 3, телескопической системы 4 и микрообъек тива 5, светоделительный блок 6, выполненный в виде двух призм 7 и 8 с наклеенными на их грани линзами 9-12 и этало шо сферическое зеркало 13 и расположенный в обратном ходе излучения за светоделительным блоком 6 регистратор 14 интерференци онной картины. Светоделительная поверхность блока 6 образована склеенными гранями призмы 7 и 8. На грани .призмы 7 и 8 наклеены линзы 9-12 соответственно. Радиусы кривизны линз выбраны так, что светоделительный бло представляет в двух взаимно перпендикуляр ных направлениях идентичные концентрическ менисковые линзы, оптическая ось каждой из которых составляет угол 45° со светодел тельной поверхностью блока 6. Светоделительный блок 6 ориентирован т что выпуклые поверхности менисковых линз 4 обращены к осветительной системе и регк ратору 14 интерференционной картины coot ветствеино, а центры кривизны сферических поверхностей линз 9-12 оптически сопряжены с фокусом осветительной системы. Грани светоделительного блока 6 выполнены с изломом, благодаря чему толщина по оптической оси каждой из менисковых линз блока 6 меньше светового диаметра. Грани светоделительного блока 6, на которые наклеены линзы 11 и 12, выполнены с изломом, благодаря чему толщина по оптической оси каждой из менисковых линз блока 6 меньше светового диаметра ее выпуклой поверхности не менее, чем в 1,15 раз. Интерферометр работает следующим образом. Излучение лазера 1 направляется зеркалами 2 и 3 в телескопическую систему 4, которая расширяет его до требуемого диаметра. Е-ыходящий из .телескопической системы 4 плоский волновой фронт преобразуется микрообъективом 5 в сферический волновой фронт, падающий по нормалям на выпуклую сферическую поверхность линзы 9 светоделительного блока 6. Светоделительная поверхность блока 6 делит сферический волновой фронт на две части, одна из которых падает на эталонное сферическое зеркало 13 по нормали к нему, а Другая - распространяется в направлении нормалей к контролируемой поверхности 15. Отраженные от зеркал 13 и 15 волновые фронты интерферируют на светоделительной грани блока 6 и поступают в регистратор 14 интерференционной картины. Полученная интерференционная картина несет в себе информацию об ошибках формы контролируемой поверхности 15. Расширение диапазона параметров контролируемых оптических систем достигается за счет того, что толщина по оптической оси каждой из менисковых линз светоделительного блока 6 меньше светового диаметра ее выпуклой поверхности не менее, чем в 1,15 раз, а также за счет того, что предметная точка (фокус осветительной системы) вынесена в пространство перед интерферометром. Максимальное относительное отверстие оптических систем, которые могут быть проконтролированы предлагаемым интерферометром, составляет 1:0,8. Формула изобретения Интерферометр для контроля качества оптических систем, содержащий расположенные последовательно осветительную систему с лазерным источником излучения, светодительный блок и эталонное сферическое зеркало.