Интерферометр для контроля вогнутых цилиндрических поверхностей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскииСоциалнстнческикРееау 6 лик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 10.11.81 (21) 3354606/25-.28 51) М. КП. с присоединением заявки МВ -6 01 В 9/02 Государственный номитет СССР по делам изобретений и отнрытийОпубликовано 280283. Бюллетень Мо 8 Дата опубликования описания 28.02,83(7 явител 4) ИНТЕРФЕРОИЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ В 01 НУТЫХ ЦИЛИПОВЕРХНОСТЕЙ ЧЕСКИ 15 фероическойточносных опостигается тем, для контроля вогх поверхностей, льную систему, вклю.о ьно расположенные вета, телескопиндрическую линзуФ юИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля вогнутых цилиндрических поверхнос тей на предприятиях оптической и. приборостроительной отраслей промьа- ленности.Известен интерферометр типа Твай- мана, в котором для образования волны цилиндрической формы в рабочей ветви .помещена синтезированная голограмма, выполненная в виде двух иден тичных групп параллельных штрихов, ш рина и расстояние между которыми от середины к краю убывает по параболическому законУ 1 3К недостаткам такого интер метра относятся сложность опт системы и прямая зависимостьти контроля от качества основ тических деталей прибора.Наиболее близкий к предлагаемому интерферометр для контроля вогнутых цилиндрических поверхностей содержит осветительную систему, включакщую последовательно расположенные лазерный источник света, телескопическую трубу и цилиндрическую линзу, интерференционную и наблюдательную системы. Интерференционная система состоит кубика со светоделительной гранью,ух щелей, одна иэ которых распожена н рабочей, а вторая - в опорной ветви, цилиндрической линзы и плоского зеркала. Наблюдательная система состоит из цилиндрической линзы и объектива 2 .Недостатком известного интерферометра является низкая точность .онтроля, поскольку интерферометр обладает малой светосилой из-за больших потерь света на светоделительной по- . верхности и на щели.На точность прибора оказывает также существенное влияние качество всех поверхностей кубика, а также неоднородность его стекла. Кроме того, интерферометр чувствителен к вибрации, так как построен по схеме с разделенными ветвями.Цель изобретения - повышение точности контроля.Указанная цель дчто интерферометрнутых цилиндрическисодержащий осветитечакщую последователлазерный источник сческую трубу и цилиинтерференционную и наблюдательную системы, снабжен последовательно расположенными между цилиндрической линзой и интерференционной системой плоскопараллельной пластиной с зеркальной полоской и дополнительной5 цилиндрической линзой, выполненой с воэможностью перемещения вдоль ее оптической оси, а интерференционная система выполнена в виде фазовой пластины с двумя идентичными, сим метрично расположенными группами параллельных штрихов, расстояние между которыми меняется произвольно,На фиг. 1 изображена принципиальная схема интерферометра для контроля 15 вогнутых цилиндрических поверхностей, на фиг. 2 - интерференционная система предлагаемого интерферометра.Интерферометр для контроля вогнутых цилиндрических поверхностей со О держит осветительную, интерференционную и наблюдательную системы.Осветительная система включает последовательно расположенные лазерный источник 1 света, телескопическую 25 трубу 2, неподвижную цилиндрическую линзу 3, плоскопараллельную пластину 4 и дополнительную цилиндрическую линзу 5, выполненную с возможностью перемещения вдоль ее оптической осиуказано стрелкой на фиг. 1 ).Интерференционная система б представляет собой стеклянную фаэовую пластину, на выходной поверхности которой имеются две идентичные, симметрично расположенные группы узких параллельных штрихов (фиг, 2 ). Группы могут быть разделены реальной или воображаемой линией симметрии. Все штрихи имеют приблизительно одинаковую ширину, а расстояние меж ду ними меняется произвольно - по случайному закону. Минимальное расстояние может быть меньше, равно или больше ширины отдельного штриха, число штрихов может достигать одной 45 с от ни или более .Наблюдательная система состоит иэ цилиндрической линзы 7 и объектива 8.Интерферометр работает следующим образом.Расширенный телескопической труб(кой 2 пучок от лаз ерного источ ника 1 света попадает на цилиндрическую линзу 3 и собирается ею в линию на узкой зеркальной полоске, нанесенной на первой поверхности плоско- параллельной пластины 4. После отражения от зеркальной полоски све товой пучок попадает на дополнительную цилиндрическую линзу 5, которая 6 О через интерференционную систему б направляет его в сторону контролируемой детали 9. При подготовке к проведению контроля деталь 9 устанавливаетя так, чтобы геометрическое 65 место центров кривизны проверяемойцилиндрической поверхности было совмещено с линией симметрии интерференционной системы. Кроме того, осевым перемещением дополнительной цилиндрической линзы 5 выходящий изнее пучок фокусируется в середину поверхности детали 9. В дальнейшем этотпучок называется опорным. При прохождении опорного пучка через интерференционную систему на его штрихах образуется множество дифракционных рабочих пучков цилиндрическойФормы. Один иэ них, идущий черезщель А, показан на фиг. 1. Он направляется к проверяемой поверхности,заполняя апертуру, отражается от нее,и попадает на такой же штрих А симметричной группы штрихов. Сюда жеприходят лучи опорного пучка послеотражения их от центра проверяемойповерхности. Они образуют дифракционный пучок сравнения, которыйнакладывается на рабочий пучок иинтерферирует с ним. Так как рабочийпучок несет на себе следы от дефектов поверхности, то интерференционная картина содержит. точную информацию о качестве поверхности. Указанным выше способом накладываются другна друга и интерферируют пучки, прошедшие через все остальные штрихиинтерференционной системы, Результатинтерференции наблюдают при помощинаблюдательной системы, состоящейиз линзы 7 и объектива 8. Наклономпроверяемой детали 9 или небольшимперемещением интерферометра можновыполнить настройку интерференционной картины на желаемую ширину инаправление полос. Описываемая схема интерферометра не содержит светоделительных поверхностей и в действии находится большое число штрихов интерференционной системы. Этим обеспечивается повы-. шение светосилы прибора в 3 раза. Точность интерферометра повышается в 1,5-2 раза и практически не зависит от качества входящих в него оптических элементов, так как рабочая и опорная ветви формируются с помощью систем штрихов дифракционной ширины, причем формирование осуществляется на выходе интерферометра. Повышенная виброустойиивость интерферометра обеспечивается тем, что в его основу положена схема с совмещенными ветвями, причем оба пучка - рабочий и опорный - отражаются от проверяемой поверхности.Благодаря указанным свойствам устраняются такие недостатки, как виброчувствительность, малая светосила и .зависимость точности прибора от качества поверхностей кубика и неоднородности его стекла, которые1000745 иг.Я Составитель Л. ЛобзоваРедактор А. Маковская Техред Л.Пекарь Корректор М. Шарош Тираж 60 НИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Ж, з 1353/38й Подпися нного комитета СС тений и открытий аушская наб., д. иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 не давали воэможности создать высокоточный прибор для йнтерференционного контроля вогнутых цилиндрических поверхностей.Практическое применение интерферометра позволит усовершенствовать про цесс формообразования цилиндрических поверхностей, а также существенно повысить качество цилиндрических осевых пар, анаморфотных оптических систем и других изделий с цилиндри О ческимиповерхностями. Формула изобретения15Интерферометр для контроля вогну-.тых цилиндрических поверхностей, содержащий осветительную систему,включающую последовательно расположенные лазерный источник света,телескопическую трубу и цилиндрическую линзу, интерференционную и наблюдательную системз,.о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля, он снабженпоследовательно расположенными междуцилиндрической линзой и интерференционной системой плоскопараллельнойпластиной с зеркальной полоской идополнительной цилиндрической линзой, выполненной с воэможностьюперемещения вдоль ее оптической, оси,а интерференционная система выполнена в виде фазовой пластины с двумяидентичными, симметрично расположен-,ными группами параллельных штрихов,расстояние между которыми меняется.произвольно. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Лукин А.В., Мустафин К,С.,Рафиков Р.А Контроль профиля асферических поверхностей с помощью одномерных искусственных голограмм.ОМП, 1973, Р 6, с. 67.2. Авторское свидетельство СССР,9 355489, кл. 6 01 В 9/02, 1970