Способ голографического контроля волновых аберраций линз и объективов

 

Использование: в измерительной технике, предназначено для контроля волновых аберраций положительных линз и объективов и может найти применение в производстве, занятом их изготовлением. Сущность изобретения: с целью повышения точности контроля способ включает освещение когерентной волной диффузного рассеивателя, запись с помощью контролируемого объекта с заданной величиной фокусного расстояния f-голограммы Фурье рассеивателя путем совмещения на светочувствительной среде объективной волны и когерентной опорной волны, сдвиг рассеивателя в плоскости его размещения и изменение угла наклона опорной волны, повторную запись голограммы Фурье и регистрацию интерферограммы контроля волновых аберраций при проведении пространственной фильтрации в плоскости голограммы. Указанное освещение диффузного рассеивателя когерентным излучением осуществляют путем его предварительного пропускания через дополнительный рассеиватель, находящийся на расстоянии L = l²₁/(M-l₁) , где 1/M = 1/l₁+1/l₂-1/f; l₁-l₂ соответственно расстояние от главной плоскости контролируемого объекта до диффузного рассеивателя и расстояние от этой же плоскости до светочувствительной среды, а перед повторной записью голограммы сдвиг диффузного рассеивателя проводят на величину a ≅ λLd , где d - диаметр лазерного луча с длиной волны излучения λ в плоскости дополнительного рассеивателя. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для контроля волновых аберраций положительных линз и объективов и может найти применение в производстве, занятом их изготовлением.

Известен способ контроля волновых аберраций линз и объективов [1], по которому сходящийся квазисферический волновой фронт, сформированный контролируемым объектом, направляют к центру его кривизны, совмещенному с интерферометром Майкельсона из двух прямоугольных призм, с помощью которого разделяют волновой фронт на два фронта и проводят сдвиг между ними для получения интерферограммы бокового сдвига, по которой судят о волновых аберрациях контролируемого объекта.

Недостаток способа заключается в низкой точности контроля, что обусловлено ошибками, возникающими при интерпретации регистрируемой интерферограммы с целью определения фазовых искажений в фиксированной точке контролируемого объекта, так как интерференционная картина не сопряжена со зрачком контролируемого объекта.

Ближайшим по технической сущности к заявляемому способу является способ голографического контроля волновых аберраций линз и объективов [2], по которому освещают когерентной плоской волновой диффузионный рассеиватель, записывают с помощью контролируемого объекта с заданной величиной фокусного расстояния f-голограмму Фурье рассеивателя, совмещая на светочувствительной среде объемную волну и когерентную опорную волну, сдвигают рассеиватель в плоскости его размещения и изменяют угол наклона опорной волны, повторно записывают голограмму Фурье и регистрируют интерферограммы контроля волновых аберраций путем проведения пространственной фильтрации в плоскости голограммы.

Недостаток способа - низкая точность контроля. Это объясняется тем, что фазовые искажения фронта волны освещения диффузного рассеивателя суммируются с фазовыми искажениями за счет волновых аберраций контролируемого объекта на регистрируемой интерферограмме бокового сдвига, по которой судят о волновых аберрациях контролируемого объекта.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Цель достигается тем, что освещают когерентной волновой диффузный рассеиватель, записывают с помощью контролируемого объекта с заданной величиной фокусного расстояния f-голограмму Фурье рассеивателя, совмещая на светочувствительной среде объектную волну и когерентную опорную волну, сдвигают рассеиватель в плоскости его размещения и изменяют угол наклона опорной волны, повторно записывают голограмму Фурье и регистрируют интерферограммы контроля волновых аберраций путем проведения пространственной фильтрации в плоскости голограммы.

В отличие от известного способа указанное освещение диффузного рассеивателя когерентным излучением осуществляют путем его предварительного пропускания через дополнительный рассеиватель, находящийся на расстоянии L= l₁²/M-l₁), где = + - ,l₁,l₂ - соответственно расстояние от главной плоскости контролируемого объекта до диффузного рассеиваеля и расстояние от этой же плоскости до светочувствительной среды, а перед повторной записью голограммы сдвиг диффузного рассеивателя проводят на величину a ≅λ L/d, где d - диаметр лазерного луча с длиной волны излучения λ в плоскости дополнительного рассеивателя.

В способе технический результат, заключающийся в повышении точности контроля, достигается за счет освещения диффузного рассеивателя диффузно-рассеянным когерентным излучением и получения при этом при выполнении указанных условий двухпозиционной записи голограммы Фурье интерферограммы бокового сдвига в полосах бесконечной ширины.

Анализ патентной и научно-технической литературы из нормативно установленного перечня источников информации показал, что совокупность отличительных признаков для достижения цели - указанное освещение диффузного рассеивателя когерентным излучением осуществляют путем его предварительного пропускания через дополнительный рассеиватель, находящийся на расстоянии L= l₁²(M-l₁), где = + - , l₁, l₂ - соответственно расстояние от главной плоскости контролируемого объекта до диффузного рассеивателя и расстояние от этой же плоскости до светочувствительной среды, а перед повторной записью голограммы сдвиг диффузного рассеивателя проводят на величину a ≅λ l/d, где d - диаметр лазерного луча с длиной волны λ в плоскости дополнительного рассеивателя" - является неизвестной. Поэтому заявленное решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображена одна из возможных схем устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство включает когерентный источник 1 света, светоделитель 2, зеркало 3, блок 4 формирования и наклона опорного пучка, фотопластину 5, матовые стекла 6, , механизм 8 сдвига матового стекла 7, узел 9 крепления контролируемого объекта.

Способ реализуется следующим образом. Когерентный луч света от источника 1 с помощью светоделителя 2 делителя на два канала: опорный и объектный. Отраженный от светоделителя 2 и зеркала 3 луч света преобразуется в блоке 4 в расходящийся пространственно-ограниченный пучок, используемый в качестве опорного при записи голограммы на фотопластинке 5. В объективном канале когерентный луч поступает на матовое стекло 6, и диффузно рассеянным излучением проводится освещение матового стекла 7, расположенного на расстоянии L = , где = - + , l₁,l₂ - соответственно расстояния от главной плоскости контролируемого объекта с фокусным расстоянием f в угле 9 крепления до матового стекла 7 и фотопластинки 5, причем расстояние от главной плоскости до матового стекла 7 выбирают из условия t<l<f, где t - расстояние от главной плоскости контролируемого объекта до его вершины. В блоке 4 формируют пучок с радиусом кривизны волнового фронта в плоскости фотопластинки 5 r=l₂²/(l₂-M) и проводят запись голограммы за время первой экспозиции. Перед второй экспозицией смещают матовое стекло 7 в его плоскости, например в направлении оси х на величину a ≅ , где d - диаметр лазерного луча от источника 1 с длиной волны излучения λ, и изменяют угол падения на фотопластинку 5 опорного пучка с помощью механизма наклона в блоке 4 от Θ₁ до Θ₂ согласно соотношению sin Θ₁-sin Θ₂ =aM/l₁l₂.

Записанную таким образом двухэкспозиционную голограмму восстанавливают неразведенным лазерным лучом и регистрируют интерферограмму контроля в дальней в зоне дифракции. Контроль по полю осуществляется путем восстановления голограммы в различных точках на оси, параллельной оси смещения.

Формула изобретения

СПОСОБ ГОЛОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ВОЛНОВЫХ АБЕРРАЦИЙ ЛИНЗ И ОБЪЕКТИВОВ, включающий освещение когерентной волной диффузного рассеивателя, запись с помощью контролируемого объекта с заданной величиной фокусного расстояния f голограммы Фурье рассеивателя путем совмещения на светочувствительной среде объектной волны и когерентной опорной волны, сдвиг рассеивателя в плоскости его размещения и изменение угла наклона опорной волны, повторную запись голограммы Фурье и регистрацию интерферограммы контроля волновых аберраций при проведении пространственной фильтрации в плоскости голограммы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, указанное освещение диффузного рассеивателя когерентным излучением осуществляют путем его предварительного пропускания через дополнительный рассеиватель, находящийся на расстоянии L=l₁²(M-l₁), где = + - , l₁, l₂ - соответственно расстояние от главной плоскости контролируемого объекта до диффузного рассеивателя и расстояние от этой же плоскости до светочувствительной среды, а перед повторной записью голограммы сдвиг диффузного рассеивателя проводят на величину a ≅ λL / d , где d - диаметр лазерного луча с длиной волны излучения λ в плоскости дополнительного рассеивателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1