Интерферометр фазового сдвига

(51)5 6 01 В 9/ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ПИ К ПАТЕ Н ет на контролируемый объект, а второй - опорный направляют на эталонное зеркало, Отразившиеся от контролируемого объекта и эталонного зеркала пучки совмещаются светоделителем и образуют интерференционную картину на поверхности матричного фотоприемника, сигнал с которого обрабатывается ЭВМ, Для изменения оптической разности хода между опорным и измерительным пучками излучения в ходе одного из них установлена кювета с газом, Для осуществления изменения фазы пучка по заданному закону, например дискретно, регулируют давление в кювете известными способами: либо путем использования специальной конструкции собственно кюветы, либо с помощью дополнительного устройства для регулирования давления при контроле изменения давления соответствующим прибором, Использование кюветы с газом для точного изменения фазы одного иэ пучков интерферометра позволяет повысить точность контроля и упростить конструкцию интерферометра за счет исключения механических перемещений узлов интерферометра и устранения погрешностей, обусловленных в прототипе нелинейностью и нестабильностью свойств пьезопривода. 1 ил Интерферометр тический источник 1 новленные по ходу 2 пучка излучения и рующий опорный и излучения. В ходе оп установлено эталон измерительного пу лен контролируемы ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный научный центр "Государственный оптический институт им, С.И.Вавилова Научно-исследовательского институтакомплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем, Ю.Ф.Агашков и Н,Б.Четыров, П.П,Иванов и Н.Б,Четыр(54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ФАЗОВОГО СДВИГА(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы поверхности оптических элементов и качества оптических систем, Цель изобретения - повышение точности контроля и упрощение конструкции интерферометра. Пучок монохроматического излучения расширяют и направляют на светоделитель. где он делится на два пучка, один иэ которых - измерительный поступаИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы поверхности оптических элементов и качества оптических систем,Цель изобретения - повышение точности контроля и упрощение конструкции интерферометра.На чертеже приведена функциональная "схема интерферометра фазового сдвига,содержит монохрома- излучения (лазер), устазлучения расширитель ветоделитель 3, формиизмерительный пучки орного пучка излучения ое зеркало 4. В ходе ка излучения установобъект 5. Наполненнаягазом кювета 6 с окнами может быть уста. новлена в ходе либо опорного, либо измерительного пучка излучения. Кювета 6 снабжена узлом 7 изменения давления газа (в простейшем случае - баллоном с редуктором) и прибором 8 для контроля давления газа. В ходе совмещенных опорного и измерительного пучков излучения установлены объектив 9 и матричное фотоприемное устройство 10, подключенное к входу системы обработки информации ЗВМ 11. При контроле неплоских поверхностей в измерительный. пучок излучения вводится формирователь 12 предметного пучка.Интерферометр работает следующим образом,Пучок излучения от источника 1 расширяют телескопической системой 2 и направляют на светоделитель 3, где он делится на два пучка, один из которых - измерительный поступает на контролируемый объект 5, а второй - опорный направляют на эталонное зеркало 4. По пути к эталонному зеркалу 4 пучок проходит кювету 6; наполненную газом. Отразившиеся от контролируемого объекта 6 и эталонного зеркала 4 пучки совмещаются светоделителем 3 и с помощью объектива 9 образуют интерференционную картину на поверхности матричного фотоприемного устройства 10, сигнал с которого обрабатывается Э ВМ 11.Регулированиедавления в кювете может производиться известным способами: либо путем использования специальной конструкции собственно кюветы, либо с помощью дополнительного устройства для регулирования давления.Для осуществления изменения фазы в опорном канале по заданному закону, например дискретно на Л/2,.давление в кювете изменяют на величину, определенную из уравнения Р Х д,2,7822 х Ти где Р. - величина изменения давления, ммрт.ст; и - величина изменения коэффициента преломления; п - коэффициент преломления в нормальных условиях Р = 760 ммрт,ст., Т 273 К), Т - температура среды, К,Для. кюветы с геометрическим расстоянием между выходной гранью светоделителя и отражающей поверхностью зеркалапри Т 293 К изменение давления определяется величиной 2,7822 х 293 Лп - 1 43 г203 х 7962 Лх - ,где Л - длина волны источника света.Сигнал с фотоприемника обрабатывается известными способами. Для случая четырех равных шагов фаза волны в данной точке определяется по формуле10 Р ВФ(Х,У) дГдд 9 Агде А, В, С, Р - интенсивности излучения в точке с координатами х,у) при изменении фазы пучка опорного плеча на 0; ж/2, л, 3/2 16Использование кюветы с газом для осуществления точного изменения фазы пучка в одной из ветвей интерферометра позволя ет повысить точность контроля качества по верхности оптического элемента посравнению с прототипом за счет исключения механических перемещений узлов интерферометра, оторые присутствуют при использовании пьезопривода для перемещения подвижного зеркала, и за счет устранения погрешностей, обусловленных нелинейностью свойств пьезопривода и присущих пьезокерамике анизотропии и временной нестабильности характеристик.Формула изобретения Интерферометр фазового сдвига дляконтроля формы поверхности оптических элементов и качества оптических систем, содержащий последовательно установленные 35 источник монохроматического излучения,расширитель пучка излучения и светоделитель, предназначенный для формирования опорного и измерительного пучков излучения, эталонный отражатель, установленный в ходе опорного пучка излучения, матричный фотоприемник с системой обработки информации, установленный в ходе совмещенных пучков излучения. и средство для изменения оптической разности хода между опорным и измерительным пучками излучения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля и упрощения конструкции интерферометра. средство для изменения оптической разности хода между опорным и измерительным пучками излучения выполнено в виде кюветы с газом. установленной после светоделителя в одном из пучков излучения с возможностью изменения давления газа в кювете по ступенчатому закону.1816313 Корректор , Т Редак ов при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,каз 165 ВНИИ Составитель С. ГрачевТехред М,Моргентал Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5