Интерферометр для измерения радиусов кривизны отражающих поверхностей

(21) 4290997/ (22) 28.07.87 (46) 23.0 (72) В.А, (53) 531,2.89.Бюл. У 7 Сойту и В.П.Трегу 715.1 (088.8) ТЕРфЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯВ КРИВИЗНЫ ОТРАЖАЮЩИХ ПОВКР РАДИУНОСТ(57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к интерферометрам для измерения радиусов .кривизны отражающих поверхностей,например линз, зеркальных объективови т.п. Цель изобретения - повышениеточности измерения за счет отсутствия переворота волновых фронтов. Интерферометр для измерения радиусовкривизны отражающих поверхностей соФ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГННТ СССР ВТОРСКОМУ СВИ 1) 4 С 01 В 9/02, 11/27 держит источник 1 когерентного светаи расположенные последовательно наодной оптической оси автоколлиматор,объектив с высокоточной сферическойповерхностью сравнения, формирующийдва волновых фронта в прямом и обратном направлениях, подвижную измерительную каретку 9, перемещающуюсяпараллельно оптической оси, и установленный жестко на каретке 9 оптический элемент 8, одна сторона которого выполнена в виде высокоточной отражающей сферической поверхности, а другая - в виде контактного наконечника, при этом центр кривизны его отражающей поверхности ирабочая поверхность контактного наконечника совпадают с оптическойосью. 2 ил.Изобретние относится к измерительной технике, а именно к интерферометрам для измерения радиусовкривизны отражающих поверхностей,например линз, зеркальных объективов и т.п.Цель изобретения - повьппение точности измерения за счет отсутствияпереворота волНовых фронтов. 1 ОНа Фиг, изображена,принципиальная оптическая схема интерферометрадля измерения радиусов кривизны вогнутых отражающих поверхностей; нафиг.2 - принципиальная оптическая 15схема интерферометра для измерениярадиусов кривизны выпуклых отражающих поверхностей,Интерферометр для измерения радиусов кривизны отражающих поверхностей (фиг.1 и 2) содержит источник1 когерентного света, например лазер, и расположенные последовательно на одной оптической оси автоколлиматор, состоящий из осветительной 25линзы 2, светоделительной пластины3, коллимационной линзы 4 и окуляра5, объектив, состоящий из фокусирующей линзы б и мениска 7 со сферической высокоточной последней поверхностью, формирующей два волновыхфронта в прямом и обратном направлениях, и оптический элемент 8, закреп"ленный жестко на подвижной измерительной каретке 9, установленной на основании 1 О и перемещающейся параллельно оптической оси.Сторона оптического элемента 8,обращенная к объективу, выполнена ввире вь 1 сокоточной сферической поверхности, а противоположная сторона - в виде контактного наконечника,при этом центр кривизны его отражаюей поверхности и рабочая поверхностьконтактного наконечника совпадают с 45оптической осью.Интерферометр работает следующимобразом.Источник 1 света направляет световой поток в линзу 2. Пройдя линзу 2,светоделительную пластину 3 и линзу 4, коллимированный пучок светападает на линзу 6, а затем на мениск7. На высокоточной сферической поверхности мениска 7, обращенной к к.контролируемому объекту 11, световойпоток делится на два. Один световойпоток, образуя сферической волновойфронт, направляется на контролируемый объект 11, который устанавливают таким образом, чтобы центр кривизны его отражающей поверхности совпадал с центром кривизны высокоточной поверхности сравнения мениска 7. Отра зившись от контролируемого объекта 1 световой поток, не измеяя своего сферического волнового фронта (при качественном изготовлении контролируемого объекта), возвращается в строго обратном направлении и на высокоточной поверхности сравнения мениска 7 интерферирует с вторым световым потоком, образуя интерференционную картину, которая при помощи линз 6 и 4, светоделительной пластины 3 и окуляра 5 рассматривается в поле зрения окуляра 5.Микросмещени-. ем контролируемого объекта 11 в направлении, перпендикулярном оптической оси, добиваются наличия в цоле зрения окуляра 5 определенного (в зависимости от метода обработки интерференционной картины) количества интерференционных полос. При визуальном наблюдении интерференционной картины микросмещением контролируемого объекта 11 вдоль 1 оптической оси добиваются наилуч" щей прямолинейности интерференционных полос. Перемещая измерительную каретку 9 оптическим элементом 8 вдоль оптической оси и одновременно наблюдая в поле зрения окуляра 5 интерференционную картину, осуществляют наконечником контактирование с контролируемой поверхностью объекта 11, после чего обнуляют отсчетно-измерительную систему измерительной каретки 9Перемещая измерительную каретку 9 вдоль оптической оси интерферометра, совмещают центр кривизны высокоточной поверхности сравнения мениска 7 с центром кривизны высокоточной поверхности оптического элемента 8.При контроле выпуклых сферических отражающих поверхностей (фиг.2) перед выполнением указанной последней операции контролируемый объект 11 убираютМикросмещением оптического элемента 8 в направлении, перпендикулярном оптической оси, добиваются наличия в поле зрения окуляра 5 определенного (в зависимости от метода .обработки интерференционной картины) количества интерференционных полос. При визуальном наблюдеТираж 683 Подписноеного комитета по изобретениям и открытиям п035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Т СС эводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 314605 нии интерференционной картины микро- смещением измерительной каретки 9 вдоль оптической оси добиваются наилучшей прямолинейности интерференци"5 онных полос. Снимают показание отсчетно-измерительной системы подвижной каретки 9, которое соответствует на фиг.1 и 2 расстоянию Ь,Радиус К кривизны контролируемого объекта 11 определяют по формуле КЬ + (1-г), где "+" - для вогнутых поверхностей; "-" - для выпуклых поверхностей; 1 - рабочий размер оптического элемента 8; г - ра б диус кривизны высокоточной отражающей поверхности оптического элемента 8.Повышение точности измерения радиусов кривизны обеспечивается благодаря высокой точности определения положения оптического элемента 8 в точке совмещения радиуса кривизны его высокоточной поверхности с радиусом кривизны поверхности срав Б нения мениска 7, Это обусловлено тем, что в этом случае не происходит переворота волновых фронтов и поэтому аберрации оптической системы интерферометра не оказывают существен 98ного влияния на наблюдаемые в окуляр 5 интерференционные полосы. В связи с этим оценку интерференционной картины можно производить визуальным методом, точнее 0,1 полосы, а автоматизированным фотоэлектричес", ким - до 0,01 полосы. Формула изобретенияИнтерферометр для измерения радиусов кривизны отражающих поверхностей, содержащий источник когерентного света и расположенные последовательно на одной оптической оси автоколлиматор, объектив со сферическойповерхностью и измерительную каретку, выполненную с возможностью перемещения параллельно оптической оси,о т л и ч а и щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерения,он снабжен оптическим элементом,жестко установленным на каретке, однасторона которого выполнена в виде отражающей сферической поверхности,другая - в виде контактного наконечника, а центр кривизны отражающейповерхности и рабочая поверхностьнаконечника совпадают, с оптическойосью,