Интерферометр для измерения неплоскостности и непрямолинейности поверхностей

Союз Советскик Социалмстическик Республик(23) ПриоритвтОпубликовамо 231081, Бкзллетемь Й 9 39 Дата опубликования описания 23,10 В 1(51)М. Кл С 01 В 9/02С 01 В 11/24 Государственный квинтет СССР не дедам изобретений н открытнй(54) ИНТЕРфЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕПЛОСКОСТНОСТ И НЕПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ 5 3 Изобретение относится к контроль" но-измерительной технике, а именно к приборам для измерения неплоскостности и непрямолинейности доведенных, шлифованных и шаброванных поверхностей как малой, так и большой цротя" женности, и может быть использовано, например, для измерения неплоскостности и непрямолинейности поверочных влит и линеек, направляющих .станков и теде Известен интерферометр для измерения кеплоскостности и непрямолинейности поверхностей, содержащий источник света и расположенные по ходу светового луча расширитель светового луча, формирователь инФормационного и референтного световых лучей; расположенный перед контролируемой.поверхностью и выполненный в виде проз" рачной дифракционной решетки, смеси- тель информационного и референтного световых лучей, расположенный эа контролируемой поверхностью и выполненный в виде прозрачной дифракционной:решетки,и наблюдательную систему с отсчетным устройством 1,11,.Недостатками этого интерферометра являются низкая разрешающая способность и точность измерения и малая длина контролируемых поверхностей.Наиболее близким устройством по своей технической сущности к изобретению является интерферометр для из" мерения неплоскостностн и непрямолинейности поверхностей, содержащий источник света и расположенные по хо" ду светового луча светоделительную пластину, делящую световой луч на две ветки, расположенные в одной из ветвей формирователь информационного и референтного световых лучей и отражатель информационного н референтно" го световых лучей, и расположенную в другой иэ ветвей наблюдательную систему 2,формирователь информационного и референтного световых лучей расположен перед контролируемой поверхностью .и выполнен в виде двух зеркал. Отражатель информационного и референтного световых лучей расположен за контролируемой поверхностью и .выполнен в виде двух зеркал.Недостатками известного устройства является недостаточно высокая точность измерения, вследствие прохождения информационногои референтногосветовых лучей на некотором удалении друг от друга, сложная оптическая схема совмещения информационного и референтного световых лучей и малая ширина контролируемой поверхности из-за деления в формирователе сечения светового луча, вышедшего из расширителя, пополам.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что и формирователь и отражатель ин-формационного и референтного световых лучей выполнены в виде оптического клина, у которого на переднюю по ходу светового луча поверхность нанесено светоделительное покрытие, а на заднюю поверхность - отражающее покрытиеНа чертеже изображена принципиаль.ная схема интерферометра для измерения неплоскостности и непрямолинейности поверхностей.Интерферометр содержит источник 1 света, диафрагму 2 и расположенные по ходу светового луча светоделитель- ную пластину 3, делящую световой луч на две ветви, расположенные в одной из ветвей расширитель 4 светового луча, выполненный в виде объектива, формирователь 5 информационного и референтного световых лучей и отражатель 6 информационного и референтного световых .лучей и расположенную в другой из ветвей диафрагму 7 и наблюдательную систему 8.И формирователь и отражатель информационного и референтного световых лучей выполнены в виде оптического клина, у которого на переднюю по ходу светового луча поверхность нанесено светоделительное покрытие, а на заднюю поверхность - отражающее покрытие.Интерферометр работает следующим образом.Источник 1 света направляет световой,луч на диафрагму 2. Вышедший иэ диафрагмы 2 световой луч отклоняетсясветоделительной пластиной 3 и направляется в расширитель 4 светового луча. Расширенный и кОллимированный световой луч направляется далее на Формирователь 5 информационного и референтного световых лучей, выполненного в виде оптического клина.Часть. светового луча отражается от передней поверхности оптического клина и, образуя информационный световой луч, направляетея под углом о на конт- ролируемую поверхность 9, Другая часть светового луча проходит в оптический клин, отражается от его задней поверхности, выходит из оптического клина и, образуя референт ный световой луч, направляется параллельно контролируемой поверхности на отражатель б информационного и рефе" рентного световых лучей, выполненного в виде оптического клина. Отразив.шись от передней поверхности этогооптического клина референтный световой луч направляется в строго обратном направлении в формирователь 5 ,информационного и референтного световых лучей, выполненных в виде оптического клина, проходит в него, отражается от его задней поверхностии выходит иэ клина через его переднююповерхность. Информационный световойлуч, отразившись от контролируемой по-.верхности 9, направляется в отражатель 6 информационного и референтногосветовых лучей, выполненных в видеоптического клина, входит в него, отражается от его задней поверхности инаправляется в строго обратном направлении снова на контролируемую поверхность 9, а затем на формирователь 5 информационного и референтно го световых лучей. Возвратившийся информационный световой луч отражаетсяот передней поверхности этого формирователя 5,интерферируетс возвратившимся референтным световым лучом и д направляется совместно с ним в расширитель 4 светового луча, пройдя который интерферирующие световые лучи(информационный и референтный) направляются на диафрагму 7, а затем внаблюдательную систему 8.При измерении нвплоскостности илинепрямолинейности поверхностей происходит следующее.Из расширителя 4 светового лучавыходит расширенный и коллимированныйсветовой луч, имеющий плоский волновойфронт, После деления этого световоголуча формирователем 5 на референтныйи информационный световые лучи плоский волновой фронт в референтном лу че сохраняется, а в информационномсветовом луче, вследствие его взаимодействия с контролируемой поверхностью9, волновой фронт претерпевает дважды искажения, пропорциональные макро и микронеровностям контролируемойповерхности 9. Искажение волновогофронта информационного светового луча визуализируется в наблюдательнойсистеме 8 в виде искривления полосинтерференционной картины, при этомискривление полос интерференционнойкартины на ширину одной интерференционной полосы соответствует непрямолинейности или неплоскостностиконтролируемой поверхностиЛгде 3. - длина волны источника 1 света, а О- угол между информационным световым лучом и контролируемойповерхностью 9.Использование в качестве формиро 60 вателя 5 и отражателя 6 информационного и референтного световых лучей.оптических клиньев позволяет получитьцену деления одной интерференционнойполосы, кратную целому числу микроС 5 метров; уравнять длину референтногоТираж 645 Подосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийва, Ж-ЗЬ, Рауюская наб., д. 4/5 аказ 9309/65 ВНИИПИ по. 113035, Моное Филиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектна и информационного световых лучей и обеспечить таким образом работу в квазимонохроматическом и даже белом свете; обеспечить малые световые потери.Технико-экономические преимущества описываемого интерферометра заключа 5 ются в том, что предлагаемый интерферометр имеет более чем в 1,5 раза меньшую погрешность измерения, чем известный, и более чем в 3"5 раз меньшую погрешность измерения, чем известный; интерферометр позволит осуществлять контроль поверхностей .шириной до 70 мм, в то время как на известном можно контролировать поверхность шириной не более 15 йм, 15 а сложность изготовления интерферометра, по крайней мере, в 1,5 раза меньше, чем известного. Интерферометр для измерения неплоскостности и непрямолинейности поверхностей, содержащий источник света и расположенную по ходу светового луча светоделительную пластину, деля-щую световой луч на две ветви, расположенные в одной иэ ветвей формирователь информационного и референтного световых лучей и отражатель информационного и референтного световыхлучей,и расположенную в другой изветвей наблюдательную систему, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения точности измерения, иформирователь и отражатель информа"ционного и референтного световых лучей выполнены в виде оптического клина, у которого на переднюю по ходусветового луча поверхность нанесеносветоделительное покрытие, а на заднюю поверхность - отражающее покрытие. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сойту В,А. Оптико-механическиеприборы для контроля непрямолинейнос.ти. Обзор В 1334, М., Изд. НИИИТЭИ,:1976; с. 53-54.2Медянцев Л.Л. и др. Контрольпрямолинейности и плоскости поверхностей М., Изд.Стандартов, 1972,с. 79-80 (прототип).