Устройство для контроля формы поверхности крупногабаритных оптических деталей

 

Изобретение относится к оптико-механическим устройствам и предназначено для контроля формы поверхности крупногабаритных оптич.деталей преимущественно астрономических зеркал, в том числе уникальных. Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля. Устройство содержит вакуумную камеру 1 с иллюминатором 2 и люком в нижней части, а также интерферометр, состоящий из лазерного коллиматора 3, светоделителя 4 и регистратора 5 интерференционной картины, размещенных вне камеры, и оптического элемента 6 с плоской эталонной поверхностью, компенсатора 7 и плоского зеркала 8 с отражающей поверхностью В, размещенной внутри камеры. Через люк камеры в нее устанавливают приспособление 10 для закрепления контролируемого зеркала 11. С помощью плоского зеркала 8 обеспечивается возможность устранения комы. Размещение клина 6 с эталонной поверхностью в совокупности с другими признаками позволяет повысить точность контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHAЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1527535 (51) 4 G 01 М 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

10 11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4368791/24-10 (22) 28.01.88 (46) 07.12 89. Бюл. 1 45 (72) В.А.Горшков, О.Н.фомин и Е,Г.Волков (53) 535.818 (088,8) (56) Пуряев ц.Т., Горшков В.А, и др.

Исследование качества рабочей поверхности параболического ситаллового астрономического зеркала. - ОМП, 1982, И 8, с.7-9.

Авторское свидетельство СССР

Г 1114910, кл. G 01 М 11/00, 1984 °

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ hOPMbl

ПОВЕРХНОСТИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОПТИ4ЕСКИХ ЛЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к оптикомеханическим устройствам и предназначено для контроля формы поверхности крупногабаритных оптич. деталей, преимуц ественно астрономических зеркал, в том числе уникальных. Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля. Устройство содержит вакуумную камеру 1 с иллюминатором 2 и люком в нижней части, 1527535 навливают приспособление 10 для закрепления контролируемого зеркала 11.

С помощью плоского зеркала 8 обеспе5 чивается воэможность устранения комы.

Размещение клина 6 с эталонной поверхностью в совокупности с другими признаками позволяет повысить точность контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, 10

Изобретение относится к оптикомеханическим устройствам и может быть использовано для контроля формы поверхности крупногабаритных оптических деталей, например, в производстве астрономических зеркал.

Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля.

На чертеже изображена принципиаль25 ная схема устройства для контроля формы поверхности крупногабаритных оптических деталей.

Устройство содержит вакуумную камеру 1 с иллюминатором 2 на ее боковой поверхности и интерферометр, сос- ЗО тоящий из лазерного коллиматора 3,. светоделителя 4 и регистратора 5 интерференционной картины, размещенных вне камеры 1, и оптического элемента

6 с плоской эталонной поверхностью 35

В, компенсатора 7 и плоского зеркала

8 с отражающей поверхностью Б, размещенных внутри камеры 1. Люк 9 в нижней части камеры 1 обеспечивает возможность размещения в ней приспо- 40 собления 10, предназначенного для закрепления контролируемой детали 11, Плоское зеркало 8 расположено над приспособлением 10, обращено к нему своей отражаюцей поверхностью Б и ориентируется под углом (например, под углом 45 ) к оптической оси контролируемого зеркала 11.

Компенсатор 7 выполнен с нулевой апертурой (синус его переднего апертурного угла равен нулю) и ориентирован так, что его задний параксиальный фокус F расположен на отражающей поо верхности 6 плоского зеркала 8, Иллюминатор 2 и оптический элемент 6 вы- 55 полнены в виде клиньев из одинакового материала (оптического стекла с

1 одинаковыми показателями преломления) а также интерферометр, состоящий из лазерного коллиматора 3, светоделителя 4 и регистратора 5 интерференционной картины, размещенных вне камеры, и оптического элемента б с плоской эталонной поверхностью, компенсатора

7 и плоского зеркала 8 с отражающей поверхностью В, размещенной внутри камеры. Через люк камеры в нее устаи с одинаковыми преломляющими углами . На эталонную поверхност ь

В оптического элемента 6 нанесено светоделительное покрытие с коэффициентом пропускания, определяемым зависимостью где р — коэффициент отражения контролируемого зеркала 11.

Оптический элемент 6 установлен между иллюминатором 2 и компенсатором 7 и ориентирован так, что главные сечения клиньев взаимно перпендикулярны, а эталонная поверхность В обращена к компенсатору 7 и установлена перпендикулярно его оптической оси.

Оптический элемент 6 установлен с воэможностью независимых наклонов вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, каждая из которых лежит в плоскости его эталонной поверхности В и перпендикулярна оптической оси компенсатора 7. Плоское зеркало 8 также установлено с возможностью независимых наклонов вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, лежащих в плоскости его отражающей поверхности Б и пересекающихся в точке F о

Оптические элементы интерферометра, расположенные внутри камеры 1 (оптический элемент 6, компенсатор 7 и плоское зеркало 8), установлены с воэможностью совместного перемещения (перестановки) в направлении ее вертикальной оси, а оптические элементы интерферометра, расположенные вне камеры 1 (лазерный коллиматор 3, светоделитель 4 и регистратор 5), установлены с возможностью совместного перемещения (перестановки) в том же

6 напра влении. Допускается вариант вы- кало 11 и представляет собой рабочий полнения стенда, когда лазерный кол- волновой фронт. Контроль за совмещелиматор 3 установлен неподвижно, а нием центра кривизны при вершине конвозможность совместного перемещения тролируемого зеркала 11 с задним па(перестановки) обеспечена лишь в от- раксиальным фокусом компенсатора 7

5 ношении светоделителя 4 и регистрато- осуществляют сначала по совмещению ра 5, а также в отношении оптических автоксллимационных бликов от контроэлементов интерферометра, расположен- лируемого зеркала 11 и эталонной поных внутри камеры. верхности В оптического элемента 6

В другом варианте выполнения уст- на экране, установленном в фокусе ройства (показано пунктиром) иллюми- объектива регистратора 5 (не поканатор 2 расположен на торце верхней зан), а затем непосредственно по инчасти камеры 1, лазерный коллиматор терференционной картине через визу3, светоделитель 4 и регистратор 5 1> альный канал регистратора 5 (не поустановлены неподвижно выше камеры 1 казан). Далее осуществляют настройку над иллюминатором 2, а внутрь камеры интерферометра на требуемый вид ин1 дополнительно введено диагональное терференционной картины с помощью зеркало, которое установлено с воз- наклонов оптического элемента 6, а можностью перемещения (перестановки) 20 устранение комы (центрировку рабочее направлении вертикальной оси каме- го волнового фронта по отношению конры 1 совместно с расположенными вну- тролируемого зеркала 1!) выполняют с три нее остальными оптическими эле- помощью наклонов плоского зеркала 8. ментами интерферометра. Получаемая интерференционная картина, Устройство работает следующим об- 25 содержащая информацию о погрешностях разом. фромы контролируемого зеркала 11, Приспособление 10 с закрепленным фиксируется на фотопленку регистрав нем контролируемым зеркалом 11 за- тором 5. гружают в камеру 1 через люк 9 и уста- Выполнение оптического элемента 6 навливают в ее нижней части, после Э-0 в виде клина обеспечивает исключение чего камера 1 вакуумируется. Оптичес- из поля зрения регистратора 5 пара кйй элемент 6, компенсатор 7 и плос- зитного блика (а следовательно, и кое зеркало 8 перемещают совместно паразитных интерференционных картин) в направлении вертикальной оси каме- от поверхности, противоположном этары 1 в положение, при котором центр лонной поверхности В, а выполнение кривизны контролируемого зеркала 11 иллюминатора 2 в виде клина с таким

35 совмещается с задним параксиальным же преломляющим углом Ь и из того же

Фокусом Г компенсатора 7 на отража- оптического материала и ориентация ющей поверхности Б плоского зеркала оптического элемента 6 в положение, 8, а лазерный коллиматор 3, светоде- при котором главные сечения клиньев литель 4 и регистратор 5 перемещают взаимно перпендикулярны, обеспечивав направлении вертикальной оси каме- ет компенсацию геометрических искажеры 1 в положение, при котором плоский ний выходного зрачка интерферометра волновой фронт, сформированный лазер- (изображения контролируемого зерканым коллиматором 3 и отраженный от ла 11), обусловленных прохождением светоделителя 4, проходит иллюмина- плоского волнового фронта через клин. тор 2, оптический элемент 6 и посту- Наличие на эталонной поверхности В пает в компенсатор 7 в направлении светоделительного покрытия с коэффиего оптической оси. При этом часть циентом пропускания, определяемым плоского волнового фронта отражается 5О B ñ ìocT O от эталонной поверхности В оптическоI. го элемента 6 и представляет собой ---р — = E опорный волновой фронт, а часть плоского волнового фронта, прошедшая on- где р - коэффициент отражения контический элемент 6, преобразуется тролируемого зеркала 11 обеспе ив е

55 компесатором 7 в асферический волно- уравнивание интенсивностей интерферивой фронт требуемой Формы, направля" рующих волновых фронтов а следоваов, ется отражающеи поверхностью Б плсс- тельно, высокий контраст регистрирукого зеркала 8 на контролируемое зер- емой интерференционной картины. Раз1527535 где у — коэффициент отражения контролируемого зеркала.

Составитель В.Сячинов

Редактор И,Горная Техред М.Моргентап Корректор М. Максимишинец

Заказ 7504/48 Тираж 789 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина,101 мещение оптического элемента 6 внутри камеры 1 исключает влияние на результат контроля зеркала 11 погрешностей изготовления всех оптических элемен5 тов интерферометра, расположенных в прямом ходе лучей до эта.понной поверхности В, в том числе иллюминатора 2 и светоделителя 4.

Работа устройства в варианте его выполнения с расположением иллюминатора 2 на торце верхней части камеры

1 аналогична рассмотренной за исключением того, что в процессе совмещения центра кривизны при вершине кон l5 тролируемого зеркала 11 с задним параксиальным фокусом компенсатора 7 лазерный коллиматор 3, светоделитель

4 и регистратор 5 остаются неподвижными, а элементы интерферометра, рас20 положенные внутри камеры 1, перемещаются в направлении вертикальной оси камеры 1 совместно с дополнительным диагональным зеркалом.

25 формула изобретения

1. Устройство для контроля формы поверхности крупногабаритных деталей, преимущественно особоточных астрозеркал, содержащее вакуумную камеру с иллюминатором, установленное в камере приспособление для закрепления контролируемого зеркала и интерферометр, содержащий пазерный коллиматор, светодели епь и регистратор, разме35 ценный вне камеры, компенсатор, размещенный в камере, и эталонное плоское зеркало, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, оно снабжено плоским зеркалом, размещенным перед приспособлением, при этом задний фокус компенсатора совмещен с отражающей поверхностью зеркала, которое установлено под углом к оптической оси контролируемого зеркала, иллюминатор и оптический элемент выполнены в виде клиньев из одинакового материала с равными преломляющими углами, а оптический элемент установлен в камере между иллюминатором и компенсатором, при этом главные сечения клиньев взаимно перпендикулярны, а эталонная поверхность оптического элемента обращена к компенсатору и установлена перпендикулярно его оптической оси.

2. Устройство по п.l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля за счет получения одинаковой энергии в обоих пучках, на эталонной поверхности оптического элемента выполнено светоделительное покрытие с коэффициентом пропускания, определяемым соотношением