Интерферометр для контроля формы асферических поверхностей

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСК РЕСПУБЛИК 12952 1/24, 9/02 01 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 386274 05.05.07.03, Б.А.Ал Феоктис 531.71(21) (22) (46) (72) В.А. (53) ски ФОР мериия -ооде- екло ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ИНТЕРФЕРОИЕТРДЛЯ КОНТРОЛЯ Мы АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к из тельной технике. Цель изобретен контроль поверхностей с большим диентом асферичности. Интерферовключает поворотную сканирующую ловку, состоящую из осветительн и измерительной систем и из све лителя 7, пробное сферическое сВ 23 в виде концентрического мениска,центр кривизны эталонной поверхностикоторого совмещен с изображениемцентра диафрагмы 3 осветительнойсистемы. В измерительной системе установлены входной 9 и выходной 11объективы так, что фокус входногообъектива 9 совмещен с эталонной поверхностью пробного стекла 23. Относительное отверстие входного объектива 9 измерительной системы выполнено большим не менее чем в два разаотносительного отверстия выходногообъектива 6 осветительной системы.Светоделитель 7 установлен между выходным объективом 6 осветительнойсистемы и пробным стеклом 23. 1 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля Формы асферических поверхностей.Цель изобретения - контроль поверхностей с большим градиентом асферичности за счет выполнения измерительной системы интерферометра в виде отдельной оптической системы с одновременным увеличением относительйого отверстия входного объектива по сравнению с относительным отверстием выходного объектива осветительной Системы и совмещением Фокусй входного объектива измерительной системы интерферометрас эталонной поверхностью пробного стекла, что позволяет уменьшить виньетирование интерферирующих пучков и повысить качество изображения измерительной системы независимо от положения интерференционной картины относительно входноГо зрачка интерферометра.На чертеже приведена оптическая схема интерферометра для контроля Формы асферических поверхностей.Интерферометр содержит повторнуюсканирующую головку, состоящую из осветительной и измерительной систем.Осветительная система состоит из монохроматического источника 1 света, расположенных по ходу луча конденсора 2, диафрагмы 3, входного объектива 4, плоского зеркала 5, выходного объектива 6, светоделителя 7, ДиаФрагма 3 установлена в фокусе входного объектива 4, ее изображение (входной зрачок интерферометра) находится в фокусе выходного объектива 6 и совмещено с осью 00 поворота сканируюцей головки.Измерительная система состоит из плоского зеркала 8, входного объектива 9, плоского зеркала 10, выходного объектива 11, плоских зеркал 12 - 14, сетки 15 и окуляра 16, переключающе- . гося плоского зеркала 17, диафрагмы 18, рассеивающей линзы 19 и фотоприемника 20. Относительное отверстие входного объектива 9 измерительной системы превьппает не менее чем в два раза относительное отверстие выходного объектива 6 осветительной системы еПодъемный столик 21 служит для установки контролируемой детали 22 и сферического пробного стекла 23. Деталь 22 и пробное стекло 23 с помощью столика 21 устанавливаются так,что центр кривизны эталонной поверхности пробного стекла 23 совмещаетсяс выходным зрачком интерферометра.5 Детали 22 и 24 и пробные стекла23 и 25 показаны при контроле деталис вогнутой и выпуклой поверхностямисоответственно.Интерферометр работает следующимобразом.Свет от монохроматического источника 1 конденсором 2 направляется вдиафрагму 3, установленную в фокусеГ,1 входного объектива 4 осветительной системы, С помощью плоского зеркала 5, выходного объектива 6 и светоделителя 7 изображение диафрагмы3 формируется в фокусе Рб объектива6, совмещенного с осью 00 поворотасканирующей головки. Лучи проходятпробное сферическое стекло 23 непреломляясь, так как центр кривизныэталонной поверхности пробного стекла 23 совмещен с изображением диафрагмы 3 осветительной системы и, отразившись от эталонной поверхностипробного стекла 23 и контролируемойповерхности детали 22, интерферируют,образуя интерференционную картину,локализованную в воздушном промежутке между эталонной поверхностью пробного стекла 23 и деталью 22, Интерферирующие лучи, пройдя светоделитель 7 и отразившись от плоского 35 зеркала 8, попадают во входной объектив 9 измерительной системы, фокускоторого совмешен с поверхностью локализации интерференционной картины.С помощью плоского зеркала 1 О, выходного объектива 11, плоских зеркал 12 - 14 изображение интерференционных колец проектируется в Фокаль.ную плоскость объектива 11, где помещена сетка 5, и рассматривается с 45помощью окуляра 16, При автоматическом режиме контроля в ход лучей вводится плоское зеркало 17, интерференционные кольца проектируются в плоскость диафрагмы 18, находящейся вфокальной плоскости объектива 11.Рассеивающая линза 19 служит дляравномерного распределения световогопотока по Рабочей поверхности фотоприемника 20, с помощью которогопроизводится измерение радиусов интерференционных колец.1Для обеспечения необходимого качества изображения измерительной1295211 Интерферометр для контроля формы асфернческих поверхностей, содержащий сканирующую головку, состоящую из осветительной системы, включающей последовательно установленные монохроматический источник света,Составитель Л.ЛобзоваРедактор М.Бланар Техред А,Кравчук Корректор О.Луговая,Заказ 608/46 Тираж 678 - Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная, 4 системы независимо от знака и величины радиуса кривизны эталонной поверхности пробного стекла входной объектив 9 выполнен с возможностью перемещения вдоль оптической оси для. совмещения фокуса объектива 9 с поверхностью локализации интерференционных колец, Выполнение объектива 9 сменным (с различными фокусными расстояниями) позволяет дополнительно расширить диапазон вершинных радиусов контролируемых поверхностей. Для повышения чувствительности измерения радиусов интерференционных колец увеличение системы объективов 9 и 11 измерительной системы выполняют не менее 1Интерферометр позволяет контролировать асферические поверхности с градиентом до 27 мкм/мм для поверхностей с радиусами ближайшей сферы в пределах +300 мм и до 20 мкм/мм для поверхностей с радиусами ближайшей сферы от -600 до -300 мм. Увеличение объективов измерительной системы сохставляет 2 для поверхностей с радиусами ближайшей сферы в пределах + 300 мм и 1,5 для поверхностей с радиусами ближайшей сферы от -600 до -300 мм. Формула изобретения конденсатор, диафрагму, входной ивыходной объективы. Формирующиеизображение центра диафрагмы на оптической оси осветительной системы,из измерительной системы с регистрирующим блоком и из светоделителя,совмещающего оптические оси осветительной и измерительной систем в оптическую ось сканирующей головки, и 10 установленную с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси сканирующей головки ипересекающей ее в точке изображенияцентра диафрагмы осветительной системы, и пробное сферическое стекло ввиде концентрического мениска, расположенное так, что вершина его эталонной поверхности совмещена с плоскостью, перпендикулярной оси поворота 20 сканирующей головки и проходящей через ее оптическую ось, а центр кривизны эталонной поверхности совмещенс изображением центра диафрагмы осветительной системы, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью контроля поверхностей с большим градиентомасферичности, он снабжен вторымивходным и выходным объективами, расположенными в измерительной системетак, что фокус второго входного объектива совмещен с эталонной поверхностью пробного стекла, второй входной объектив выполнен с относительнымотверстием, большим не менее чем в 35 два раза относительного отверстиявыходного объектива осветительнойсистемы, а светоделитель установленмежду выходным объективом осветитель ной системы и пробным стеклом.