Способ измерения профиля выпуклых оптических поверхностей вращения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 51) 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Т%НЫЛИ 6.1"А А ВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТ ОСУДАРСТНЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1044969, кл. С О 1 В 11/24, 1983.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИ 2 Я ВЫПУКЛЫХ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ВРА 111 ЕНИ(57) Изобретение позволяет контролировать профиль обрабатываемых илиобработанных выпуклых поверхностейвращения оптических деталей. Цельюизобретения является повыщение точности и производительности измерениза счет формирования более низкойпространственной частоты интерференционной картины и определения максимальной величины астигматизма контролируемой оптической поверхности. Коллимированныи пучок света лазераделят на два пучка и направляют ихвдоль двух взаимно перпендикулярныхнаправлений на контролируемую поверхность выпуклой оптической детали. Отраженные от нее пучки соединяют полупрозрачной призмой и интерференционную картину наблюдают на матовомэкране. Частота полос зависит от разности радиусов кривизны в двух взаимно перпендикулярных направлениях.При повороте детали вокруг ее осивращения частота полос изменяется,достигая максимального значения,когда астигматические оси контролируемой детали совпадают с оптическими осями обеих ветвей интерферометра. Измеряют при этом величину астигматизма контролируемой поверхности и по полученному значению судятоб отклонении ее профиля. 1 ил.с1015 Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при контроле профиля обрабатываемых или обработанных выпуклых поверхностей вращения оптических деталей.Целью изобретения является повышение точности и производительности измерения профиля.Указанная цель достигается за счет формирования более низкой пространственной частоты интерференционной картины определения максимальной величины астигматизма контролируемой оптической поверхности.На чертеже приведена принципиальная оптическая схема, поясняющая способ.Схема содержит лазер 1, телескопическую систему 2, полупрозрачное зеркало 3, делящее пучок света лазера на два пучка, зеркала 4 и 5, направляющие разделенные пучки на контролируемую поверхность под прямым углом друг к другу и к оси вращения контролируемой детали, светоделительную призму 6, светоделительная грань которой расположена над вершиной контролируемой детали, и экран 7, на котором наблюдают интерференционную картину взаимодействуюших пучков света. Также показана контролируемая деталь 8.Измерения данным способом выполняют следующим образом.Предварительно устанавливают деталь таким образом, чтобы ее оптическая ось совпадала с осью ее вращения.Четырехзеркальный интерферометр типа интерферометра Цендера-Маха, образованный полупрозрачным зеркалом 3, зеркалами 4, 5 и светоделительной призмой 6, располагают таким образом, чтобы геометрический центр светоделительной призмы 6 был расположен на оси вращения призмы, а сама призма находилась над вершиной контролируемой детали 8, После этого пучок света лазера 1 коллимируют телескопической системой 2, делят его светоделительной пластинкой 3 на два пучка, которые с помощью зеркал 4 и 5 направляют под прямым углом на контролируемую деталь 8.После отражения обоих пучков от взаимно перпендикулярных участков контролируемой поверхности их соединяют на светоделительной призме б. 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Интерференционную картину взаимодействия обоих пучков наблюдают на матовом экране 7, параметры этой картины (расстояние между центрами полос) измеряют с помощью измерительного микроскопа.Интерференционная картина, наблюдаемая на экране, представляет собой результат взаимодействия двух пучков лучей, отраженных от исследуемой поверхности в двух взаимно перпендикулярных направлениях, поэтому вид интерференционной картины зависит от разности радиусов кривизны поверхности в двух взаимно перпендикулярных сечениях, проходящих через оптическую ось поверхности, т.е. от астигматизма этой поверхности. Если астигматизм оптической поверхности детали 8 отсутствует, то оба пучка лучей, отраженных от измеряемой поверхности в двух взаимно перпендикулярных диаметральных сечениях, имеют совершенно одинаковую структуру,на экране 7 наблюдается бесконечно широкая интерференционная полоса. При вращении контролируемой поверхности вокруг оси симметрии структура пучков сохраняется неизменной. Если поверхность обладает астигматизмом, то вид интерференционной картины определяется величиной астигматиэма, поскольку пучки, падающие на измеряемую поверхность в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, отражаются под различными углами, так как кривизна поверхности в этих плоскостях различна. Таким образом, в результате интерференции эти лучи образуют на экране 7 интерференционную картину в виде искривленных полос, являющихся дугами окружностей, центр которых приблизительно совпадает с центром кривиЗны контролируемой поверхности. Частота полос согласно способу невелика, поскольку она зависит не от радиуса кривизны поверхности, а от разности радиусов в двух взаимно перпендикулярных сечениях. При повороте детали вокруг ее оптической оси частота полос увеличивается и достигает максимального значения в том случае, когда астигматические оси детали 8 совпадают с оптическими осями осветительных ветвей интерферометра, при таком поло - женин контролируемой детали опреСоставитель Н.Солоухинват Техред М.Ходанич Корректор Л. Беск ктор Подписно митета СССР открытийакаэ 411 Тирах 676Государственногоелам изобретенийМосква, Ж, Ра ИИП по035 кая наб л,Проектная,4 Про ственно-полигра ическое приятие, г. Уз з 1337654деляют величину астигматиэма ее по- ки, наблюдают интерференционную карверхности. тину, возникающую в результате вэаПо полученному значению астигма- имодействия пучков света, и о профитизма судят об отклонении профиля ле контролируемой поверхности судят контролируемой поверхности.5по параметрам интерференционной картины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я что, с целью повышения точности иСпособ измерения профиля выпуклых производительности измерения, вто- оптических поверхностей вращения, 10 рой из разделенных пучков также назаключающийся в том, что делят пучок правляют на измеряемую поверхность света на два, направляют один иэ перпендикулярно первому пучку и оси разделенных пучков на измеряемую по- вращения контролируемой поверхности верхность перпендикулярно к оси ее и поворачивают контролируемую поверх- вращения, соединяют разделенные луч- ность, вокруг оси ее вращения.