Интерферометр для контроля формы сферических поверхностей

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано , в частности, для контроля формы сферических оптических поверхностей . Цель изобретения - повьппение точности и производительности контроля за счет того, что опорная и предметная волны вместе отражаются от контролируемой поверхности. Интерферометр содержит источник 1 света, микрообъектив 2 и объектив 3, образующие оптическую систему 4 формирования светового пучка, светоделитель 5, зонную пластину 6, объективы 7 и 8 и узел 9 регистрации. Объектив 7 установлен с возможностью перемещения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях . Световой диаметр D, объектива 7 меньше светового диаметра D объектива 8 не менее чем в пять раз, поэтому опорная волна освещает малый участок на контролируемой поверхности 10, площадь которого меньше площади контролируемой поверхности не менее чем в 25 раз. Опорная волна остается практически неискаженной после отражения от малого участка контролируемой поверхности 10. Рабочая волна после отражения от всей поверхности 10, за исключением малого участка, освещаемого только опорной волной, несет информацию о погрешностях ее формы. 1 ил. i (Л со ьо ЧЭ

<19> (Ю (5D 4 С 01 В 9/02, 11/21

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ * ф " ф СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ вЂ” РЕСПУБЛИК а %, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3934360/24-28 (22) 05.06.85 (46) 07. 10.87. Бюл. У 37 (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) Б.М.Комраков, А.А.Савельев и Д.А.Волков (53) 531.715.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

HI 823845, кл. G 01 В 9/02, 1979.

Applied Optics 1974, ч. 13, N 5, р. 1093-1099. (54) ИНТЕРФЕРО 1ЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРMbI СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля формы сферических оптических поверхностей. Цель изобретения — повьппение точности и производительности контроля эа счет того, что опорная и предметная волны вместе отражаются от контролируемой поверхности. Интерферометр содержит источник 1 света, микрообъектив 2 и объектив 3, образующие оптическую систему 4 формирования светового пучка, светоделитель

5, зонную пластину 6, объективы 7 и 8 и узел 9 регистрации. Объектив 7 установлен с возможностью перемещения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Световой диаметр D< объектива 7 меньше светового диаметра D объектива 8 не менее чем в пять раз, поэтому опорная волна освещает малый участок на контролируемой поверхности 10, площадь которого меньше площади контролируемой поверхности не менее чем в 25 раз ° Опорная волна остается практически неискаженной после отражения от малого участка контролируемой поверхности 10. Рабочая волна после отражения от всей поверхности

10, за исключением малого участка, освещаемого только опорной волной, несет информацию о погрешностях ее Д формы. 1 ил.

1343242

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля формы сферических оптических поверхностей.

Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля за счет того, что опорная и предметная волны вместе отражаются от контролируемой поверхности.

На чертеже изображена оптическая схема интерферометра для контроля формы вогнутых сферических поверхностей.

Интерферометр содержит источник 1 света, микрообъектив 2 и объектив 3, образующие оптическую систему 4 формирования светового пучка, светоделитель 5, эонную пластину 6, объективы 7 и 8 и узел 9 регистрации интерференционной картины.

Объектив 7 установлен с возможностью перемещения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и имеет световой диаметр D, меньше светового диаметра D объектива 8 по крайней мере в пять раз.

Интерферометр работает следующим образом.

Излучение источника 1 проходит через микрообъектив 2 и объектив 3, образующих оптическую систему 4 формирования светового пучка. Сформированный системой 4 параллельный пучок проходит светоделитель 5 и падает на эонную пластину 6. В результате дифракции на зонной пластине 6 образуются три световые волны 0-го и 1-х порядков дифракции. В данном интерферометре используются волны 0-го и +1-го порядков дифракции, а волна

-1-го порядка не нужна. Волна +1-го

1 порядка фокусируется в точку F>Ä задний фокус эонной пластины, который совмещен с передним фокусом F первого объектива 7. На второй объектив 8 падает плоская волна О-го порядка от зонной пластины 6 (рабочая волна) и плоская волна, выходящая из первого объектива 7, используемая как опорная волна сравнения. Объектив 8 фокусирует обе волны в

1 свой задний фокус F1, который совмещен с центром С,„ кривизны контролируемой сферической поверхности 10 детали 11, и поэтому на контролируемую поверхность 10 обеспечивается падение световых лучей вдоль нормалей.

55 менять одну контролируемую деталь на другую. Небольшие смещения вдоль установленной детали не вносят заметных искажений в интерференционную картину. Это позволяет применять инАпертура объектива 8 выбирается такой, чтобы рабочая волна освещала всю контролируемую поверхность 10.

Световой диаметр D, объектива 7 меньII ше светового диаметра D объектива 8 не менее чем в пять раз, поэтому опорная волна освещает малый участок на контролируемой поверхности 1О, площадь которого меньше площади контролируемой поверхности не менее чем в 25 раз. Экспериментальные исследования показали, что появление больших погрешностей формы на небольшой центральной зоне контролируемой поверхности маловероятно, поэтому опорная волна остается практически неискаженной после отражения от малого участка контролируемой поверхности. Рабочая волна после отражения от всей поверхности 10 (за исключением малого участка, освещаемого только опорной волной) несет информацию о погрешностях ее формы.

После прохождения в обратном ходе через объективы 8 и 7 рабочая и опорная волны дифрагируют на зонной пластине 6. При этом используется нулевой порядок дифракции опорной волны и -1-й порядок дифракции рабочей волны. Эти волны имеют практически одинаковую интенсивность, интерферируют между собой и после отражения от,светоделительной поверхности светоделителя 5 попадают в

З5 узел 9 регистрации интерференционной картины. Регулировка интерференционной картины на кольца выполняется смещением объектива 7 вдоль оптической оси, на полосы

4" смещением объектива 7 перпендикулярно оптической оси в двух ортогональных направлениях. Расшифровка интерферограммы осуществляется известными методами. Опорная и предметная волны

45 вместе отражаются от контролируемой поверхности 10, и любые ее смещения приводят к одинаковым смещениям опорной и предметной волн. В результате интерференционная картина практически

50 нечувствительна к смещениям контролируемой детали 11, и точность контроля в производственных условиях при наличии вибраций повышается. Указанное свойство позволяет также быстро эа1343242 терферометр для серийного контроля больших партий деталей.

Составитель Л.Лобзова

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Ходанич Корректор A.Çèìoêîñoâ

Заказ 4635/41

Тираж 676 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 формула и э о б р е т е н и я

Интерферометр для контроля формы сферических поверхностей, содержащий последовательно установленные источник света, оптическую систему формирования светового пучка, светоделитель, зонную пластину и уэел регистрации,отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, он снабжен двумя объективами, последовательно расположенными по ходу светового излучения после зонной пластины, первый объектив установлен с возможностью перемещения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и имеет

1р световой диаметр меньше светового диаметра второго объектива по крайней мере в пять раэ.