Интерферометр для контроля качества изображения по дифракционной точке и измерения волновых аберраций оптических систем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскинСоциалистицескинРеспублик(5) М, Кл. т 01 В :/02 присоединением заявкиГосударственный комнт Совота Инннстрав ССС оо делам нзооретоннй и открытнй(12) Авторы из обретен и Н, В. Королев и Е. М. Меньшиков 1) Заявитель 54) ИНТЕРфЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ ПО ДИфРАКЦИОННОЙ ТОЧКЕ И ИЗМЕРЕНИЯ ВОЛНОВЫХ АБЕРРАЦИЙ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМИзобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть использовано, в частности, в контрольно-юстировочных интег. ференционных. приборах для контроля качества изображения по дифракционной точке и дли иЬ мерения волновых аберрацйй оптических систем, например объективов и отдельных линз микрс скопа на оптик-механических заводах.Известен неравноплечий интерферометр( Тваймана для.измерения волновых аберраций О оптических систем, например объективов и линз микроскопов, содержащий коллиматор, Ьветоделительнуто пластинку, эталонную плос кую поверхность, сферическую поверхность и систему наблюдения 11 5 Световые волны, разделенные светоделительной пластинкой на два пучка отразившись от плоской эталонной поверхности и от сферической поверхности, создают интерференционную картину по виду которой оценивается характер и величина аберрации исследуемой оптической системы. Неравноплечий интерферо метр Тваймана используется только для измерения волновых аберраций и не может бытЬ использован для контроля качества и изобра- жения по дифракционной точке.Известен также интерферометр для контроля качества изображения по дифракцион ной точке и измерения волновых аберраций оптических систем, например объективов и линз микроскопов, содержащий коллиматор, имеющий лазерный осветитель и объектив, светоделительную пластинку,интерференционную ячейку, выполненную из пластин и полу сферы, и систему наблюдения, включающую объективы и окуляр 2..В интерферометре эталонная поверхность выполнена полупрозрачной и установлена в той же ветви, что и исследуемая система, а для разделения параллельного пучка света из осветителя используют светоделительнуюпластинкуВ этом интерферометре происходит потеря света на светоделительной пластинке (тол ко 25% световой энергии попадает в систему наблюдения). Кроме того, в светоделитель ной пластинке возникает интерференционная картина накладывающаяся на картину волно вых аберраций.зКонтрастность иэображения низка за счет вредных рефлексов.Указанные недостатки не позв.)лспот производить контроль качества оптических систем на всех стадиях их производства, включаясборку, а также снижают точность измерения волновых аберраций.Для контроля качества оптических систем на всех стадиях их производства, включая сборку, а также повышении точности измерения волновых аберраций передние фокусы; объектива коллиматора и объектива системы наблюдения совмещены, а интерферометр сняб жен вогнутым зеркалом с дифракционным огверстием, устанОвленным в плоскости совмещения, и поляроидом, расположенным за оку лиром системы наблюдения.На чертеже дана оптическая схема предля гаемого интерферометра.Он содержит коллиматор, состоящий иэ осветителя, включающего оптический квянто вый генератор 1 и линзу 2, иэ объектива 3 и ирисовой диафрагмы 4; вогнутое зеркало 5; интерференционную ячейку, выполненную из пластин 6 8, линзы 9 и полусферы 10; систему наблюдения, в которую входят Объек тив 1 Ь, линза 12, окуляр 13 и поляроид 14. Вместо окуляра 13 в системе наблюдения может быть установлена линза 15 и вин товой окулярный микрометр 16.30Предлагаемый интерферометр работает следующим образом.На вогнутой алюминированной поверхнос ти зеркала 5 выполнено дифракционное от верстие, которое освещено через линзу 2 сфокусированным плоскополяризованным пуч ком света из оптического квантового генератора 1 непрерывного действия. Сферическая световая волна, возникающая на дифракционном отверстии, распространяется в боль с) шом телесном угле и попадает в объектив 3 коллиматора и в объектив. 11 системы не блюдения. После объектива 3 волна прохо дит через 1 иафрагму 4 и плоскопараллельную пластинку 7, вырезанную из кристаллического кварца и имеющую разность хода (2 + 1), Размер диафрагмы 4 равен диа.Лметру зрачка контролируемого Объектива 17, Пластинка7 ориентируется так, что уголЯмежду ее Оптической осью и плоскостью, в 5 О которой происходят колебания электрического вектора прямолинейно поляризованного пяо дающего светового пучка, составляет 45 В ячейку Фабри-Перо попадает плоская поляризованная по кругу световая волна, котораяБ 5 пройдя контролируемый объектив 17 фокусируется на плоской поверхности полусферы 10, Отразится От внешней ялюминированцой поверхности полусферы и пройдет вновь через объектив. Прямой и отраженный луч за счет;60 4отражения От с ферическс и НОВорхссос:ти 10 проходит 1Рз )дип и тс)т жР у чяс)тс) к с)бъек тивл 17, Отрс)жсс)ые пс)лс 1)изс)1)сппп,)е по кру сплоские ВО)спы п)ойНя через п)сястицкуП)РВ)Я)ПЯС)ТСЯ В НЛС)С:КГ)ПОЛЯ)ИЗОВС)ННЬР во)гны и объективом 3 фокусируются ня вогнутой НОВРрх)ости зеркяля 5. Из-эя двукратного прохождепия через пластинку плоскость поляризации отряжеппых Волн НО)о)яриваРтся Относительно исходной волны на 90, Отря зиьшис:ь от поверхности зеркала 5, волнь из ицтерференпионной ячейки вместе с дифрягировяцной волнс)Я попадают в объектив 11 сио темы наблюдения и линзой 12 фокусируются ь фокяльной сшоскостн Окуляс)а 13. Поляроид 14 гасит прямой дифрагировянный свет, поэ тому изображения дифракционной точки - от нижней поверхности плястины 8 и от сфери ческой поверхности полусферы 10 имеют максимальную интенсивносгь, а иэображение дифракционной картины - максимальную яркость. Иэображение дифракционной точки от сферичеРкой поверхности портится за счет двукратного прохождения световой волны через . контролируемый объектив 1 7,Для наблюдения и измерения волновых аберраций объективов имеется система, сос тояшая иэ линзы 15, которая пере -Р.к 11 рует дифракциопную картину, локализ )1 ную в плоскости диафрагмы 4, в плоскость измерительной сетки винтового окулярного микрометра 1 6. Волновые абберации 1 аб)сюдают.и измеряют с учетом того, что из-за дву кратного прохождения света через микро- объектив одна интерференцнонная полоса со ответствует разности хода , Для контро ля объективов рассчитанных на иную длину тубуса, вводят,линзы 9 с соответствуюшимй фокусными расстояниями.Формула изобретенияИнтерферометр для контроля качества изображения по дифрякционной точке и измерения волновых аберраций осггических систем, например объективов и линз микроскопов, содержащий коилимятор, имеюц;ий лазерный осветитель и объектив, ицтерфереи ционную ячейку; выполненную из пластин и полусферы, и систему наблюдения, включающую объективы и окуляр, О т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью контроля качества Оптических систем на всех стадиях их производства, включая сборку, а также повышения точности измерения волновых аберраций передниефокусы объектива коллиматора и объектива системы няб)пс)дания совмещены, а интерферометр снабжен вогнутым зеркалом с дифракционцым Отверс569845 тием, установленным в плоскости совмещения, н поляроидом, расположенным за окуляром системы наблюдения.Источники информапии, принятые во внимание при акспертизе: Составитель Лобзовагова Техред Н. Андрейчук Корректор С, Юдче Тираж 907 Государственного комитета Сов по делам изобретени 5, Москва Ж-Зб, Раушская на.13 город, ул. Проектная,илиал П 1 И 1 1 атент" едактор А. Ша каз 3278/31 БНИИПИ 61. 1 аувер Т,Ми Эи 1 е 1 еоее 1 е 1 о 1 еа 1 цир сатЕю сепьеб,1 апз. ор. .оЗ, 22,19 О.2. Авторское свидетельство СССР 6180377, кл,601 В 9/02, 1960. Подписное ета Министров й и открытий б., д. 4/5