Устройство для контроля асферических поверхностей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛяАСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, содержащее последовательно расположенные монохроматический источник света, коллиматор и светоделитель, делящий световой поток на две ветви, зеркало, установленное в одной ветви, голограммный компенсатор, установленный в.другой ветви, и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью контроля неосесимметричных поверхностей, преимущественно торических , голограммный компенсатор выполнен в виде осевой голограммы сферического волнового фронта срадиусом кривизны R, равным в ллоскости голограммы . R..5n..:.Bs., с возможностью установки ее рабочей поверхности от вершины контролируемой поверхности на расстоянии L-Ss-t-es., - 1 где Rnn,Rs - соответственно радиусы, i кр

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

359! В 1 -- 01 В 9 021

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Rm Rs

R ---""-----t

Rm > Rs а»» ««у

2 (21) 3319594/25-28 (22) 23.07.81 (46) 15.05.83. Вюл. 9 18 (72) A.Â. Лукин, К.C. Мустафин, С.В. Маврин, P.A. Рафиков и И.А.Топоркова (53) 531.715.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 272604, кл. С, 02 В 5/18, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 349049, .кл. Н 01 5 3/00, 1970 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, содержащее последовательно расположенные монохроматический источник света, коллиматор и светоделитель, делящий световой поток на две ветви, зеркало, установленное в одной ветви, голограммный компенсатор, установленный в.другой ветви, и регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, „„SU„„1017923 A что, с целью контроля неосесимметричных поверхностей, преимущественно торических, голограммный компенсатор выполнен в виде осевой голограммы сферического волнового фронта с радиусом кривизны R, равным в плоскости голограммы с возможностью установки ее рабочей поверхности от вершины контролируемой поверхности на расстоянии

Ф

® где Rm,Rs - соответственно радиусы. крйвизны меридионального и сагиттального. сечений контролируемой поверхнос ти.

1017923

Изобретение относится к контроль

Но-измерительной технике и может быть использовано при контроле асферических поверхностей, в частности торических.

Известно устройство для контроля 5 торических поверхностей, выполненное по схеме интерферометра Майкельсона, в рабочей ветви которого установлен компенсатор, состоящий из объектива с переменным фокусным расстоянием и 10 конической линзы, и формирующий волновой фронт, совпадающий с контролируемой торической поверхностью 1 j.

Недостаток известного устройства состоит в трудности изготовления и 5 контроля высококачественной конической поверхности, а также ограниченность ее апертуры современными технологическими возможностями, что существенно ограничивает область практического применения устройства.

Наиболее близким к изобретению по техиической сущности является устройство для контроля асферических поверхностей, содержащее последовательно расположенные монохроматический источник света, коллиматор и светоделитель, делящий световой поток на две ветви, зеркало, установленное в одной ветви, голограммный компенсатор, установленный в другой ветви, и регистрирующий блок. В качестве голограммного компенсатора используется осевая синтезированная голограмма, которая рассчитывается и изготавлива„ется по заданному уравнению профиля 35 поверхности с учетом параметров схемы контроля таким образом, что падающая на нее сферическая или плоская волна преобразуется в асферическую, которая по ле отражения от контролируемой де-4() дали снова превращается в сферическую волну. Дефекты контролируемой поверхности вызывают соответствующие деформации волнового фронта, которые анализируются интерференционными или теневыми методами. Голографический метод контроля асферических поверхкостей отличается высокой точностью (до 0,01 ) и надежностью результатов контроля в сочетании с простотой голо- 50 графических схем контроля,.не требующих элементов, изготовление которых связано с какими-либо технологическими трудностями j2 ).

Однако использование устройства для контроля торических поверхностей невозможно, поскольку круговые синтезированные голограммы рассчитываются как результат суперпозиции волновых фронтов с круговой симметрией,,а то-. 60 рические .поверхности формируют волновые фронты, не имеющие круговой симметрии, что и не позволяет использовать его для контроля одновременно двух сечений торической поверхности.

Цель изобретения — возможность контроля неосесимметричных поверхностей, преимущественно торических.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля асферических поверхностей, содержащем последовательно расположенные монохроматический источник света, коллиматор и светоделитель, делящий световой поток на две ветви, зеркало, установленное в одной ветви, голограммный компенсатор, установленный в другой ветви, и регистрирующий блок, голограммный компенсатор выполнен в виде осевой голограммы сферического волнового фронта с радиусом кривизны R, равным в плоскости голограммы

Rm - Rs

Р=---"-----

2 с возможностью установки ее рабочей поверхности от вершины контролируемой поверхности на расстоянии

Rm + Rs .=----------e

2 где Rm,Rs - соответственно радиусы кривизны меридионального и сагиттального сечений контролируемой поверхности, На чертеже изображена принципиальная схема устройства для контроля асферических поверхностей.

Устройство содержит последовательно расположенные монохроматический источник 1 света,коллиматор 2 и светоделитель З,делящий световой поток на две ветви, зеркало 4, установленное в одной ветви, голограммный компенсатор 5 и контролируемую деталь 6, установленные в другой ветви, объектив 7, диафрагму 8 и регистрирующий блок-экран 9.

Голограммный компенсатор 5 выполнен в виде осевой голограммы сферического волнового фронта с радиусом кривизны R равным в плоскости голограммы

Rm - Rs

R-=----""- "-Р

2 с возможностью установки ее рабочей поверхности от вершины контролируемой поверхности на расстоянии

Rm t Rs

L-=---------, 2 где Rm,Rs - соответственно радиусы кривизны меридионального и сагиттального сечений контролируемой поверхности.

Устройство работает следующим образом.

1017923.Составитель Л. Лобэова

Техред .О.Íåöå Корректор 0. Билак

Редактор О. Колесникова

Заказ 3523/38. Тираж 602 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Световой поток от монохроматическрго источника 1 света преобразуется коллиматором 2 в световой поток с плоским фронтом, который разделяется светоделителем 3 на два пучка: опорный, освещающий зеркало 4, и рабочий, э проходящий через голограммный компенсатор 5 и отражающийся от контролируемой детали 6.

Голограммный компенсатор 5 при освещении его плоской волной, распро- 30 страняющейся слева направо, восстанавливает в двух сопряженных порядках дифракции две сферические волны, одна иэ которых распределяется по нормалям. к испытуемой торической поверхности, )5 в меридиональном сечении, а другая распространяется по нормалях к этой поверхности, в сагиттальном сечении.

Поэтому волновой фронт в окрестности рассматриваемых сечений после страже-20 ния от контролируемой поверхности распределяется в обратном.направлении. В .результате в двух взаимно перпендикулярных сечениях - меридиональном и сагиттальном - обеспечивает-". 25 ся автоколлимационный ход лучей,.дифра гированных в +1 порядках дифракции голограммы.

Информацию о качестве контролируемой поверхности несут участки интерФ ференционной картины, образованной в результате интерференции именно этих лучей с плоским опорным пучком.

;Наблюдаемая на экране 9 интерференционная картина в случае совпадения.профилей контролируемых сечений с расчетной формой имеет вид двух взаимно перпендикулярных равномерно освещенных полос. Отступления от заданной формы в окрестности данных сечений вызывают перераспределение интенсивности в картине интерферен- ции. Ее расшифровка дает величину этих отступлений.

Контролируя ряд сечений торической поверхности, параллельных укаэанным, можно проверить качество всей поверхности, при этом устроистзо контроля остается неизменным, перемещается лишь контролируемая деталь 6.;

Вертикальная система полос.выявля.ет отступлейия от заданной формы профиля сагиттального сечения, а горизонтальная - меридионального сечения.

Известное устройство позволяетконтролировать одновременно два перпендикулярных сечения торической поверхности.