Интерферометр для контроля формы астрономических зеркал

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез Советски Сфциалистттчески Республик(23) Приоритет -51) М. Кл,СО В 9/02 601 В 11/2 ретеекнмк кемктетСССРлам каебретенкйв еткрмтнй бликовано Г 5,05,79. Бюллетень18а опубликования описания 25.05.79(71) Лаяв Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красног Знамени высшее техническое училище им. Н. Э. Бауман 4) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМ АСТРОНОМИЧЕСКИХ ЗЕРКАЛ- сферометры, стн, и для контрох зеркал, содерн перемещающийИзвестны устроиствапредназначенные, в частиля формы астрономичесжащие опорные элементы Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к устройствам типа интерферометров, позволяющим контролировать правильность фоетмы поверхности астрономических зеркал, например зеркал крупных телескопов.Зеркала крупных телескопов имеют, как правило, форму вогнутого параболоида. ре. же - гиперболоида или эллипсоида, причем диаметры зеркал иногда составляют несколько метров. В частности, главное зеркало крупнейшего в мире телескопа имееТ форму вогнутого параболоида диаметром шесть метров и массу несколько десятков тонн. Контроль правильности формы таких зеркал надежнее всего проводить в. условиях естественной разгрузки, т. е. при вертикальном расположении их оптической оси, так как в противном случае происходит деформация поверхности зеркал под действием их собственной массы. ся щуп, с помощью которого измеряют стрел.ку прогиба контролируемого зеркала 1.Недостатком известного устройства явля.ется низкая точность, обусловленная деформациями контролируемого зеркала и самого 5 устройства, а также низкая производительностьНаиболее близким устройством по своейтехнической сущности является интерферометр для контроля формы астрономических зеркал, например, параболических зеркал крупных телескопов, содержащий последовательно расположенные монохраматичес.кий источник света, фокусирующее устройство,компенсатор н светоделительный элемент, эталонное сферическое зеркало, оптическую систему для фотографирования интерференционной картины и плоско-выпуклую линзу с обращенной к контролируемому зеркалу эталонной сферической поверхностью, радиус которой равен радиусу кривизны прн вершине контролируемого эерка.20 ла 2. Недостатком известного интерферометрз является большая масса и габариты вспомо. гательных оптических деталей, например юмпадают нормально на эталонную сферическую поверхность (ЭСП) линзы , и, после.отражения от цее, повторякт свой путь в обр;.тном цайравлеции. Указанный ход лучей в линзе 7 достигается только при выполнении соотношений между ее параметрами, связанными приведенной фор 1 улой. Лучи света, отраженные от зеркала 4 ц ЭСП линзы 7, встречаются после кубика и интерферируют между собой. Для фотографирования интерференциоцйой картийы служитфо объектив 5 и фотопленка 6. В отсутствиеконтролируемой поверхности по интерферен,ционной картине определяют качество самого интерферометрз, в частности, стабильность формы ЭСП - линзы 7.В процессе контроля весь ицтерферометр,как готовый прибор; устанавливают над контролируемой поверхностью 8 в нужной зоне так, чтобы оптическая ось О - О интерферометра совпадала с нормалью к поверхности в точке касания ЭСП линзы 7 с контролируемой поверхностью 8. Зеркало 4 исключают из хода лучей. Затем фотографируют интерференционную картину и сравнивают форму интерференционных колец с их теоретическим видом, на основе чего и делают заключение о погрешностях формы контролируемой поверхности в данкой зоне. Сопостав.ляя результаты контроля различных зон контролируемой поверхности (астрономического зеркала) делают общее заключение о правильности ее формы, т. е.о соответствии ф . действительной формы зеркала теоретической.Формула изобретения еломлен я линзы де и - показатель пр ид - ее толщина;К - абсолютное значение радиуса элоццой сферической поверхности;г - абсолютное значение вершинногорадиуса гиперболической поверхности линзы.11 а фиг, 1 изображена принципиальнаяоптическая схема предлагаемого . интерферометра; на фиг, 2 - взаимное расположение интерферометра относительно контролируемой поверхности в позициях 1 и 11, оптическая ось О - О интерферометра совмещена с нормалью к контролируемой поверхности в точке касания; на фиг. 3 - теоретический вид интерференционной картины, возни-. кающей в воздушном промежутке между.контролируемой параболической поверхностью и эталонной сферической поверхностью35линзы.Ицтерферометр содержит источник 1 света - . лазер, фокусирующее устройство 2,например микрообъектив, светоделцтельцыйэлемент 3 в виде кубика, эталонное сферическое зеркало 4, оптическую систему для фото ографирования интерференционной картины,содержащую объектив 5 и фотопленку 6, исферо-гиперболическую линзу 7, одна поверхность которой ГП - гиперболическая,а другая ЭСП - эталонная сферическая.р - угол между нормалями контролируемойповерхности в точках касания, .Предлагаемый интерферометр работаетследующим образом,Лучи света, идущие из монохроматического источника света 1 - лазера, фокусируют 36ся микрообъективом в точку, совпадающую сизображением центра кривизны эталонногосферического зеркал а 4. Светодел ительцы йэлемент 3 - кубик делит световой поток надва, один из них направляется в рабочую уветвь интерферометра к линзе 7, второй -к зеркалу 4, Лучи света, преломленные гиперболической поверхностью (ГП) линзы 7,тае ив с 1 инзы,значение радиуса эповерхности,н пецгатора, в свою очерель снижает падеж. ность и точность контроля, так как происходит деформация эталонной сферической по-. верхности. Кроме того, призводительность контроля снижается из-за большой массы интерферометра, в котором используется зеркальная линза-компенсатор, равная по диаметру линзе с эталонной сферической поверхностью.Цель изобретения - повышение точности, надежности и производительности контроля.Укаэанная цель достигается тем, что поверхндсть линзы, обрац;енная к разделительному элементу, выполнена гиперболической с эксцентриситетом 6, величина которого связана с параметрами линзы соотношением: Интерферометр для контроля формы астрономических зеркал, например, параболических зеркал крупных телескопов, содержащий последовательно расположенные моно- хроматический источник света, фокусирующее устройство и светоделительиый элемент эталонное сферическое зеркало, оптическую систему для фотографирования интерферен-. ционной картины и линзу с обращенной к контролируемому зеркалу эталонной сферической поверхностью, радиус которой равен радиусу кривизны при вершине контролируемого зеркала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, надежности и производительности контроля, поверхность линзы, обращенная к разделительному элементу, выполнена гиперболической с эксцец- триситетом 6 величина которого связана с параметрами линзы соотношением: О+я.-Г показатель преломлени ее толщина абсолютное ферической2, Лвоторское свидетельство СССРЛо 332319, кл, 6 01 В 9/02, 19 О,Риг Фиг.5 Составитель Л. Л ехред О, Луговаираиг 865 едактор Е. Зубнетова аказ 268042 ннк дарственного изобретений Ж - 35, Ра ить, г. Ужг 5г - абсолютное значение вершинного р; аннуса гиперболической поверхности лин. ЗВ.Источники информации, приннтце во вии. мание при экспертизе ЮН И И П И Госу по делам 1 3035, Москва,лнал ППП Пате