Интеферометр для исследования качества поверхностей и аберраций крупногабаритных оптических элементов и прозрачных неоднород ностей

 

Союз Сове-:скнх

Социалистических

Республик

СПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ,ЦЕТЕДЬСТВУ (1 1) 529. 36 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28,03.75(21) 2125235/28 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.09.76.Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания27.12.76 (51) М. Кл.е

Я Ol В 9/02 а 01 В 11/24

Гасударственный намитет

Сааата Ииннстрав СССР аа делам иэеаретений н атирытий (5З) УДК 531.715..1 (088.8) (72) АМоры йаобретения

И. И. Духопел, Л. Г. Федина и Е, И. Астахова (71) Заявитель (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА

ПОВЕРХНОСТЕЙ И AEEPPAUHA КРУПНОГАБАРИТНЫХ

ОПТИЧЕСКИХ ЗЛЕМЕНТОВ И ПРОЗРАЧНЫХ

НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля качества поверхностей, аберраций крупногабаритных оптических элементов и прозрачных не однородностей и может найти применение в производстве, занятом изготовлением оптических деталей, и в технике исследования больших полей прозрачных неоднородностей.

Известен интерферометр для исследова- щ ния качества изготовления оптических дета-. лей и исследования неоднородностей, соцер жащий источник света, конденсор, рассеиваютцую пластину, блок наблюдения интерферен ционной картины (1) .

Однако интенсивность и контраст интерференционной картины вследствие больших

)тотерь света на рассеивающей пластине низкие . Кроме того, настройка интерферометра затруднительна из-за отсутствия явно выра- 20

Екенного зрачка.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является лазерный интерферометр пля исследова ния качества поверхностей и аберраций круп-,25.ногабаритных оптических элементов и проз. рачных неоднородностей, содержащий уста-! новленные последовательно осветительную

;систему и зеркальный интерференционный блок, имеющий оп8рную и рабочую ветви и выполненный в виде двух светоделителей и двух зеркал, одно из которых, установленное в опорной ветви, является сканируюшим (2) .

Недостатком известного интерферометра является изменение на его выходе направления опорного пучка прн сканирующем пере мещении. его по полю зрения. Это изменение требует йаличия в окулярной части интерферометра слокного механизма цля его компевСации, а также выполнения соответствуюшиХ переюстировок интерферометра, что значительно усложняет его конструкцию и работу с ,ним. Кроме того, известный интерферометр характеризуется сравнительно низкой точи ,стью измерений, вызванной тем, что оптические схемы ветвей рабочего и опорного пучков значительно отличаются друг от дру га и тем, что структура опорного: пучка, а следовательно н его аберрация, меняется пртт, его сканирующем перемещении по полю.

529362

Для упрощения конструкции, повышения точности и производительности контроля интерферометр снабжен отрицательной линзой, установленной в опорной ветви интерференционного блока между светоделителем и сканирующим зеркалом и выполненной с возможностью фокусирующего осевого перемещения, а ось поворота сканирующего зеркала и его отражающая поверхность совмещены с фокусом объект11на ooветительной системы.

На и: г;iR с.. Ома ннтерферометра.

Он СО =-., к:.>Г; .." НВ ОСВЕтнтЕЛЬНОИ системы, ", р::.ал1,1; —, О .—,, . "--нты 2-5, распОложолл1ль1е -, ве p!U111::: ..-! па ",,;а-1 не лог рамма, два из которь:х 2 и: .. в: .:111е.,и i": 1н, а выпОлнен 1 О 1орот."., 1: От., . ».1 : ; . э .ую л11нэу 6.

Интерфе-Смете О;бо;,. т 13 «вто,:О.1л1л.,1ационпой схеме OQB ..|ooòè., с и с-,.ецус1.11-м зеркалом 7 н устанавливаетс"., в:;ав.с.:..;;Ост:: от контролируемогo Объекта,;,.пбо, 1ip ",тр» кривизны сферического зеркала, либо в фо— кусе исследуемого объектива.

Работает интерферометр слецуюшим образом.

Параллельный световой пучок монохроматического света направляется на объектив

1, фокус которого совмещен с отражающей поверхностью зеркала 5. После выхода из объектива пучок света светоцелителем 2 деЭО лится на два пучка — рабочии и опорныи. Рабочий пучок, пройдя светопелитель 2, с помощью зеркала 3 и светоделителя 4 направляется на исследуемое сферическое зеркало

7. Опорный пучок после отражения От светоделителя 2 попадает на линзу 6, а затем

35 зеркалом 5 направляется на зеркало 7, Параметры и положение линзы 6 выбираются такими, чтобы вышедший из нее пучок собирался точно на поверхности зеркала 7.

Для выполнения этого условия линза 6 име46 ет осевое фокусирующее перемещение. Отражающие поверхности элементов интерферометра располагаются в вершинах параллелограмма. Благодаря этому обеспечивается совпадение осей опорного и рабочего пучков в про45 межутке между светоделителем 4 и зеркалом 7. Зеркало 5 выполнено поворотным. Ось вращения направлена перпендикулярно к плоскости чертежа и проходит через фокус объек56 тива 1. Поворотом зеркала опорныи пучок может быть направлен в любую точку поверхности зеркала 7. Необходимость в сканирующем перемещении пучка возникает, например, при наличии отверстия в центре зеркала 7, при выборе зоны с минимальным воз

66 мущением воздушной среды и т.п. В рабс чее положение интерферометр устанавливается так, что фокус его объектива 1 совмещается с центром кривизны,з еркала 7. В этом случае реализуется автоколлимационный ход лучей, обеспечивающий на выходе интерферометра полное наложение друг на друга опорного и рабочего пучков и образование интерференции. Наложение и структура пучков не нарушается при сканирующем перемещении опорного пучка. Благодаря этому упрощается работа интерферометра и отпадает необходимость в снабжении окулярной части сложным поворотным механизмом.

Образовавшаяся интерференционная картина характеризует качество поверхности зеркала 7. При контроле прозрачных неоднородностей зеркало 7 заменяется образцовым и вблизи него помещается исследуемая среца.

Форма полос картины 1ложет регулироваться либо перемещением всего иптерферометра относительно центра кривизны зеркала

7, либо перемещением и наклонами Отдельных элементов интерферометра (зеркала 3, светоцелителя 4, линзь, 61.

Формула изобретения

Интерферометр ц-1я чсслепова1п;"-1 качества поверхностей н ао»рраций крупногаоаритных оптических =-..oìåí. Ов и 11розрачнь1х неОднородностей. солержа1лий установленные послеповятель11О Осветительную систему и зеркальный интер1,еренционный блок, име1Оший Опопную и рабочую ветви и вь.полненi ный в виде двух светоцелителей и двух зеркал, одно из которых, установленное в опорной ветви, является сканиру1отчл1л, о т л ич а ю ш и и с я те1л, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности и производительности контроля, он снабжен отрицательной линзой, установленной в Опорной ветви ингерференционного блока между светоделителем и сканирующим зеркалом и вь-полненной с возможностью фокусирую1 его осевого перемещения, а Ось поворота сканирующегоо зеркала и ег о отражавшая поверхность совмещены с фокусом объектива осветительной системы.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3799673, кл. 356109, 17.04.72.

2. ОМП, 1974, ¹ 2, с 24 (прототип).

529362

Составитель B. Горшков

Редактор Т. Шагова Техред О. Луговая Корректор H. Золотовская

Заказ 5323/91 Тираж 864 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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