Устройство для контроля дефектов полированных поверхностей оптических деталей с углом полного внутреннего отражения

ОПИСАНИЙ ИЗОБРЕТЕН И Я 11) 777410 АВТОРСКОМУ ТЕЛЬ СТ 1) Дополнительное к авт. свид 2) Заявлено 2.78 (21) 2705967/25(45) Дата опубликования описани осударственный комнте елам изобретений(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ ПОЛИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ОПТИЧЕСКИ ДЕТАЛЕЙ С УГЛОМ ПОЛНОГО ВНУТРЕННЕГО ОТРАЖЕНИЯ2 Изобретенне относитизмерительной техникепользовано для обнаружго трещиноватого слоя нлированных опличеакихгающихся воздействиюпучков, например пол,ностей выходных окон лров или отражающихрезонаторов мощных опгенераторов. иство ,для обнаружения дом проекционной рентолии с помощью электУстройство включает изующий,на тонкую металоток электроновкоторые ие вторичных характееновоких лучей, расходяпротивоположной сторофольги под точкой падеторыми облучают объект. Нед остаток усвроиспвапо полученным пр ам можпо лишь косглубину залегания кротрещин. Точ нос нев ел и,ка. ается в иным фообразомксированй оценки заключекциоенньемзафи,ь тако том, чтотоси имоценитьны,х мивесьма Известно устро,ми,кротрещин метогеновской 1 микроскронного зонда 1.лучатель, фокусирлическую фольгу пвызывают излучен,ристических 1 рен вгщихся конусом отны металлическойния электронов, ко ся ,к контрольно- и может быть исения поверхностно- а поверхностях подеталей, подвермощных оптических ированных поверхазерных дальномепризм оптических тических квантовых Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля дефектов полированных поверхностей оптических деталей с углом полного внутреннего отражения, содержащее осветительную систему, устанавливаемую напротив одной из граней,контролируемой детали, и регистрирующую систему, уста,навливаемую напротив отражающей грани 0 детали,12.Недостатком устройства является егоневысокая точность при определенни глубины трещиноватого слоя на полированной поверхноспи.5 Целью устройства является повышениеточности контроля. Для достижения этои цели устроиствоснабжено полупрозрачной пластиной, уста новленной за осветительной системой подуглом в 45 и ее оппической оси, двумя светофильтрами, каждый из которых размещен в ходе одного из световых потоков от пластины, и плоски(м зеркалом, установлен ным параллельно пластине за светофильтром на оптической оси, перпендикулярной оптической оси освевительной системы, регистрирующая система выполнена из двух фотоприемников и счетнорешающей схемы, а границы максимумов спектрального прогде О - угол падения внутри ПВО,Все рассеянные лучидля которыхОви.,-.ри -- , выходят за пределы отражающей грани. Таким образом, производят разделение рассеянных на мииротрещинах лучей от,прямо прошедших.При,наличии трещиноватого рассеивающего слоя рассеянные лучи выходят запределы отражающей грани и попадают нафотоприемники 9, 10. При этом последовательно попарно Меняют светофильтры б, б,а сигналы с фотоприемников 9, 10 накапливаются в счетно решающей схеме 11, где25затем зыч 1 исляется величина рассеивающихмнкротрещин с очностью до 1 мкм.Наличие попарно меняющихся светофильтров ускоряет процесс накопления информации,и сокращает длительность контроля, Кроме того, это дает возможностьограничить объем памяти запоминающегоустройства, а схему вычисления построить,на основании разностного сигнала фотоприемников 9, 10,Экспериментальная проверка работыустройства на ряде пранам ПВО с шероховато-заполированной поверхностью гранипоказала, что границы рабочего спектрального диапазона связаны с линейными размерами поверхностньгх микротрещин в ши 40 роком диапазоне следующим образом: Устройство работает следующим образом.От источника 1 излучения с помощью коллимационной опигческой системы 2 формируют узкий параллельный пучок лучей, который разделяют,на два полупрозрачной пластиной 8. Ответвленный пучок лучей преломляют на плоском зеркале 4 и ооа пучка направляют сквозь узкополосные светофильтры б, б перпендикулярно поверхности боковой грани призмы 12. Если на этой грани отсутствует поверхностный трещиноватый слой, то оба пучка преодолевают травницу раздела воздух - стекло:и распрострачяются в прямом,направлении до отражающей грани призмы 12, на которую оба луча падают под углом р=р, где 13 - угол между гранями призмы 12 по ходу лучей. Так как выполняется условие р=агс зп1где и 1 и 1 и - спектральный поиказатель преломления материала призмы, то оба луча претерпевают полное внутреннее отражение, и,излучение не лроникает за отражающую грань, а сигналы с фотоприемников 9, 10 равны нулю. и, иих ияп;иЬ где Х и =-Ь;45 и - рациональное число 1,45 -(и,:., 4,3;и 1 ах - Верхняя Граница рабочего спектрального диапазона, мкм;Х ипи - нижняя граница рабочего спектрального диапазона, мкм;50 Ь - линейный размер поверхностныхмикротрещин, мкм.Снабженне устройства полупрозрачнойпластиной,и светофильтрами прои определенном их расположении и выборе спектрального диапазона позволяет повыситьточность контроля дефектов,пускания светофильтров удовлетворяют услов,ию : где Х=-,Ь;и - рациональное число 1,45 (гг 4,3;Лииза; - верхняя граница рабочего спектрального диапазона, мкм;,;и - .нижняя граница рабочего спектрального диапазона, мкм;Ь - линейный размер поверхностныхмикротрещин, мкм,На фиг. 1 изображено устройство дляконтроля дефектов полированных поверхностей оппических деталей с углом полноговнутреннего отражения; на фиг. 2 - контролируемая,деталь 1 призма полного внутреннего отражения) .Устройство для,контроля дефектов полированных човерхностей оптических деталей с углом полного внутреннего отражения содержит осветительную систему из источника 1 излучения и,коллимационной оптической системы 2 полупрозрачную пласпину 3, плоское зеркало 4, светофильтрыб и б, диафрагмы 7 и 8, фотоприемники 9,10, регистрирующую систему, выполненнуюиз счетнорешающей схемы 11 где и -- показатель преломления материала призмы, и полностью отражается, не выходя за ее пределы. Рассеянные,на,первой гуарани лучи попадают на отражающую 5 грань под углом рг, причемТрещиноватый поверхностный слой полированной оптической детали является рассеивающим. Если такой слой имеется на одной,из графиней произмы полного внутреннего строения 1 ПВО), то прямо прошедший пучок падает на вторую (отражаю 1 щую) грань под углом с,агс 51 п - ,и Формула изобретенияУстройство для,контроля дефектов полированных поверхностей оптических деталей с углом полного внутреннего отражения, содержащее освепительную систему, устанавливаемую, напротив одной;из граней контролируемой детали, и регистрирующую/Лща - Л а,а ,- 77 Ь,г. Составитель В, (лим хред И, Заболотнов орректор И, Осиновск едактор Г льская Изд.545 арственного комитета 113035, Москва, Ж,Заказ 1470/1477 НПО Поиск Г ип. Харьк. фил. пред. Патент систему, устанавливаемую напротив отражающей грани детали, о т,л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью,повыш 1 ения точности контроля, оно снабжено полупрозрачной пластиной, установленной за осветительной системой под углом в 45 к ее огптичеокой оси, двумя светофильпрами, каждый из,которых размещен в ходе одного из световых потоков от пластиныи плоским зеркалом, установленным параллельно,пластине за светофильтром на оптической оси, перпендикулярной оптической оси осветительной системы, регистрирующая система выполнена из двух фотоприемников и счетно-решающей схемы, а границы максимумов спектрального пропуокания светофильтров удовлетворяют условию где Л= Ь;гг - рациональное число 1,45 7 г (4,3;Лв 1 ах верхняя граница ра бочего спектрального диапазона, мкм;5 .; - .нижняя граница рабочего спектрального диапазона, мкм;Ь - линейный размер пэверхностныхмикро прещин, мкм. 10 Источники инфцрамации, прчнятые во внимание при экспертизе: 1. Бирке Л. С. Рентгеновский микроана 15 лиз с помощью электронного зонда. М.,Металлургия, 1966, с. 150 в 1. 2. Качалов Н, Н, Технология шлифовки и полировки листового стекла, М - Л., АН СССР, 1958, с, 238 в 2 (прототтп), Тираж 810 Подписно ССР по делам изобретений и открыти аушская наб., д. 4/5