Устройство для измерения геометрических параметров зеркальных оптических элементов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ и > 3070

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.04.76 (21) 2346324/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.02.78. Бюллете |ь ¹ 6 (45) Дата опубликования описания 24.01,73 (51) М.Кл G 01 В 11/24

G 01 В 9/021

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УД К 531.715 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. H. Голиков и М. Л. Гурари (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ЗЕРКАЛЬНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам для измерения геометрических параметров зеркальных оптически. элементов, в том числе их радиусов кривизны и отс T) ïëeíHé от сферичности.

Известно уст|ройст во для измерения геометрических параметров зеркальных оптических элементов бесконтактным интерференционным способом, содержащее эталон, источник излучения, блок освещения, светоделитель, опт ичесооую систему для формирования волны излучения, фронт которой является эталонным по отношению к фронту исследуемой волны, и регистратор излучения (1).

Известное устройство не позволяет создавать эталонные фро нты для объектов больших геомет|рических размеров, порядка нескольких десятков сантиметров и более.

Наиболее близки м к изобретению по своей технической сущности и решаемой задаче является устройство для измерения геометрических параметров зер|кальных оптических элементов (сдвиговый интерферометр), содержащее п ослсдо вательно расположеннъ|е источник монохроматического когерентного излучения а| светоделитель, систему формирования олсхр ного пучка излучения, систему формирования предметного пучка излученпя, включающую блок освещения и сигнальный канал, состоящий пз отражателя, рассеивателя и регистратора излучения, а также механизм поступательного сдвига отражателя (2).

Однако это устройство не позволяет измерять геометрические параметры зеркальных оптических элементов больши.; размероз ll малой кривизны.

Для расширения диа|пазона измерения в предлагаемом устройстве рассеиватель установлен .между блоком освещения и отраж",телем на расстоянии от последнего, меньшем фокусного, расстояния отражателя.

На чертеже изображена схема описываемого устройства.

Устройство состоит из источника 1 когерентного излучения, связан ного оптически через светоделитель 2 с системой 8 формирования опор ного пучка излучения и системой формирования предметного пучка излучения, 20 включающей блок 4 освещения и сигнальный канал, состоящий из отражателя 5, рассеивателя б и регистратора 7 излучения.

Отражатель 5 связан с механизмом 8 поступательного сдвига. Схема устройства по25 строена таким образом, что рассеиватель б установлен, перед отражателем 5 на расстоянии d, меньшем фокусного расстояния отражателя.

Устройство работает следующим образом.

30 Поток излучения от источника 1 когерентно3

593070

ro излучения через светоделитель 2, блок 4 освещения и рассеиватель б подается на отражатель 5, на место которого в процессе измерения устанавливают исследуемый зеркальный оптический элемент. Отраженный зер- 5 кальным элементом поток через рассеяватель б подается на регистратор 7 излучения одновременно с опорным пучком излучения, поступающим через систему 8 формирования опорного пучка излучения. После получения 10 на регистраторе 7 голограммы исследуемый зеркальный оптический элемент сдвигают механизмом 8 перпендикулярно оптической оси на расстояние, меньшее половины диаметра этого элемента. 15

На этапе восстановления регистратор 7 излучечия облучают опорным пучком излучения, а исследуемый элемент потоком, прошедшим через блок 4 освещения. При рас- 20 сматривании через голограмму, полученную на регистраторе 7, поверхности рассеивателя б наблюдают интерференционную картину.

Для идеального оптического элемента эта картина имеет вид прямолинейных эквидистантных полос, перпендикулярных направлению сдвига. Период полос является функцией величины сдвига радиуса кривизны отражателя б, а также положения рассеивателя б относительно отражателя 5 и настройки бло- 30 ка 4 освещения. В случае, когда радиус кривизны отражателя 5 значительно больше расстояния от рассеивателя б до этого отражателя, формула для нахождения неизвестного радиуса кривизны R исследуемого зеркального оптического элемента имеет вид:

40 где a — величина сдвига, 6 — период полос интерференционной картины, i„— длина волны излучения.

Наличие локальных неоднородностей поверхности измеряемого зеркального оптического элемента проявляется в виде нарушений регулярности упомянутой интерференционной картины. 1Лх локальные радиусы кривизны можно вычислить по приведенной выше формуле, подставляя период полос, наблюдаемых в пределах апертуры данной неоднородности, а расположение этих неоднородностей на рассеивателе соответствует их расположению на апертуре исследуемого зеркального оптического элемента.

Формула изобретения

Устройство для измерения геометрических параметров зеркальных оптических элементов, содержащее последовательно расположенные источник когерентного излучения и светоделитель, систему формирования опорного пучка излучения и систему формирования предметного пучка излучения, включающую блок освещения и сигнальный канал, состоящий из отражателя, рассеивателя и регистратора излучения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения, рассеиватель установлен между блоком освещения и отражателем на расстоянии от последнего, меньшем фокусного расстояния отражателя, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Абруков С. A. Теневые и интерференционные методы исследования оптических неоднородностей. Казань, 1958, с. 57 — 65.

2. Патент США ¹ 3532431, кл. 356 †1, 1970.

593070

Составитель Л. Лобзова

Техред И. Михайлова

Корректор В. Гутман

Редактор И. Марголис

Подписное

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1010/2068 Изд. _#_0 205 Тираж 907

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, /К-35, Раушская наб., д. 4/5