Устройство для контроля оптических систем

 

Союз Советск ни

Соцнвмнстнчесинн Ресмублнм

ОПИСАНИЕ(935701

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22)Заявлено 03.03.78 (21) 2586201/25-28 с мрисоедммемиеат заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15 .06. 82, бюллетень,% 22 (5!)М. Кд.

G 01 В 9/00 боеуаеретеинвй кеинтет

СССР нв делан наебретеинй и еткрмтнй (53у УДК 535 ° 317 °.2 (088. 8) Дата омубликовамия описания 15 06 82 (72) Автор изобретения

Б. ф. Полторацкий

Московский автомобильно-дорожный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Изобретение относится к оптическим измерениям, в частности к средст. вам контроля качества линз, объективов и зеркал.

Известны устройства для контроля оптических систем (линз и криволинейных поверхностей), содержащие" источники когерентного излучения и интерферометры, в одно плечо которых устанавливается исследуемая оптическая система, а в другие - эталоны-компенсаторы. В этих устройствах о параметрах и качестве оптической системы судят по результатам интерференции света, йрошедшего через два каналаопорный и измерительный 1g.

Основным недостатком этих устройств является их большая сложность и малая универсальность.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля оптических систем, содержащее источник излучения, формирователь пучка излучения, рассеивающую пластину и регистрирующий блок 52).

Недостатками этого устройства является сложность изготовления и настройки, низкая точность и ограниченные функциональные возможности вследствие невозможности строгой количественной интерпретации результатов интерференции.

Цель изобретения - упрощение, повышение точности и расширение функциональных воэможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля оптических систем, содержащем источник излучения, формирователь пучка излучения, рассеивающую пластину и регистрирующий блок, рассеивающая пластина установлена в фокальной плоскости оптической системы с возмож20 ностью перемещения и выполнена со случайным и несимметричным относительно оси расположением рассеивающих центров, при этом регистрирую935701 щий блок выполнен в виде установленных в плоскости наблюдения симметрично относительно оси системы пар приемников излучения, выходы которых соединены попарно через корреляторы с регистрирующими приборами.

Таким образом, основным принципиальным отличием изобретения от из. вестных устройств является то, что о кривизне фронта в фокальной плоскости судят не по результатам интерференции только двух, преобразованных в двух, определенным образом сьюстированных каналах, когерентных пучков энергии, а по статистичесКим свойствам интерференционной картины, являющейся результатом сложения множества волн, переизлученных случайными центрами рассеяния, т.е. по результатам многолучевой интерференции.

На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля оптических систем.

Устройство содержит источник 1 когерентного излучения (например, лазер), расположенные за ним формирователь 2 пучка излучения и испытуемая оптическая система 3. В фокальной плоскости оптической системы установлена с возможностью перемещения рассеивающая пластина 4. Пластина 4 выполнена со случайным и несимметричным относительно оси расположением рассеивающих центров. Расстоя. ние между оптической системой 3 и рассеивающей пластиной 4 контролируется по шкале 5 фокусных расстояний.

Кроме того, устройство содержит регистрирующий блок, выполненный в виде установленных в плоскости наблюдения симметрично. относительно оси системы пар приемников б-9 излучения, корреляторы 10, 11, через которые выходы с пар приемников соединены с регистрирующими приборами 12, 13.

Устройство работает следующим образом.

Однородный с известной расходимостью пучок электромагнитного излучения от источника 1 излучения и формирователя 2 поступает на вход оптической системы 3. Установленная в фокальной плоскости системы 3 подвижная рассеивающая пластина 4 (например,ликоподий на стекле) рассеивает свет, который попадает на входы приемников 6-9 излучения, 5

Так как рассеивающая среда движется, то движутся и пятна в структуре рассеянного света, хотя средняя картина сохраняется. Движение пятен вызывает соответствующие флук. туации,тока приемников излучения.

Коэффициент корреляции токов, пропорциональный коэффициенту корреляции интенсивности рассеянного излучения, измеряется с помощью корреля. торов 10„ 11 и регистрирующих прибо. ров 12, 13.

Корреляция интенсивности рассеянного случайным скоплением частиц когерентного света в противоположных относительно оси зондирующего пучка направлениях обладает сильной зависимостью от кривизны фронта рассеиваемой волны, которая может быть использована для аттестации этого фронта.

Положение максимумов коэффициентов корреляции на шкале фокусных расстояний с учетом начальной расходимости пучка позволяет легко определить фокусное расстояние. Величина же самого максимума есть количественная характеристика кривизны фронта в фокусе, т.е. характеристика качества оптической системы.

Астигматизм легко выявляется по несовпадению максимумов коэффициентов корреляции сигналов, снятых с пар приемников излучения, которые расположены взаимно перпендикулярно в плоскости наблюдения.

Устройство не содержит прецизионных элементов, поэтому значительно проще известных устройств того же назначения. Упрощение касается настройки и регулировки устройства, что особо важно в ИК и Уф диапазонах.

Фокусное расстояние здесь определяется не по моменту наиболее четкого изображения, а по кривизне фронта волны, которая пропорциональная расходимости, и, следовательно, пропорциональна производной от сечения пучка. Это обуславливает большую точность в определении фокусных расстояний и выявлении астигматизма.

Корреляторы 10, 11 обеспечивают непрерывную выдачу параметра расходимости (кривизны фронта) в двух продольных сечениях пучка, что позволяет легко автоматизировать процесс контроля оптических систем.

Например, автоматическое перемещение рассеивающей среды по шкале фокусных

3 расстояний позволяет записать на ленту самописца количественные данные об астигматизме и кривизне соответствующих волновых фронтов в двух . сечениях.

Составитель Л. Гайковская

Техред И. Гайду Корректор Н.Стец

Редактор С.Тимохина

Заказ 4192/40 Тираж 614

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

935701 6 оси расположением рассеивающих центров, при этом регистрирующий блок выполнен в виде установленных в плоскости наблюдения симметрично относительно оси системы пар приемников излучения, выходы которых соединены

Формула изобретения попарно через корреляторы с регистрирующими приборами.

Устройство для контроля оптических Источники информации, систем, содержащее источник излуче- 1В принятые во внимание при экспертиз. ния, формирователь пучка излучения, 1. Пуряев Д.Т. Методы контроля рассеивающую пластину и регистрирую- оптических асферических поверхностей, щий блок, о т л и ч а ю щ е е с я M. "Машиностроение", 1976, с.132, тем, что, с целью повышения точнос- 207. ти и расширения функциональных воз- 1 2. Бубис И.Я., Кузнецов А.И. Неможностей, рассеивающая пластина которые вопросы изготовления и приустановлена в фокальной плоскости менения интерферометра с рассеиваюоптической системы с -возможностью . щей пластинкой. - "Оптико-механичесперемещения и выполнена со случай-. кая промышленность", 1975, N 7, ным и несимметричным относительно 20 с.44-47 (прототип) .