Устройство для контроля оптических систем

Союз Советск ниСоцивинстнчесиннРесиублни О П И С А Н И Е (п 1935701ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М. Кд. С 01 В 9/00 Государственный кеинтет СССР нв делан наебретеинй и еткрцтнйДата ояубликования описания 15. 06 .82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМИзобретение относится к оптическим измерениям, в частности к средст. вам контроля качества линз, объективов и зеркал.Известны устройства для контроля оптических систем (линз и криволинейных поверхностей), содержащие"источники когерентного излучения и интерферометры, в одно плечо которых устанавливается исследуемая оптическая система, а в другие - эталоны-компенсаторы. В этих устройствах о параметрах и качестве оптической системы судят по результатам интерференции света, йрошедшего через два канала- опорный и измерительный 1,Основным недостатком этих устройств является их большая сложность и малая универсальность,Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля оптических систем, содержащее источник излучения, формирователь пучка излучения, рассеивающую пластину и регистрирующий блок 21.Недостатками этого устройства является сложность изготовления и настройки, низкая точность и ограниченф ные функциональные возможности вследствие невозможности строгой количественной интерпретации результатовинтерференции.Цель изобретения - упрощение, по. т 0 вышение точности и расширение функциональных воэможностей устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для контроля оптических систем, содержащем источникизлучения, формирователь пучка излучения, рассеивающую пластину и регистрирующий блок, рассеивающаяпластина установлена в фокальной плос.кости оптической системы с возможностью перемещения и выполнена сослучайным и несимметричным относительно оси расположением рассеивающих центров, при этом регистрирую 935701щий блок выполнен в виде установленных в плоскости наблюдения симметрично относительно оси системы парприемников излучения, выходы которыхсоединены попарно через корреляторыс регистрирующими приборами,Таким образом, основным принципиальным отличием изобретения от иэ.вестных устройств является то, чтоо кривизне фронта в Фокальной плоскости судят не по результатам интерФеренции только двух, преобразованных в двух, определенным образомсьюстированных каналах, когерентныхпучков энергии, а по статистичесйимсвойствам интерференционной картиныявляющейся результатом сложения множества волн, переизлуценных случайными центрами рассеяния, т.е. по результатам многолуцевой интерференции,На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля оптическихсистем,Устройство содержит источник 1когерентного излучения (например,лазер), расположенные за ним формирователь 2 пучка излучения и испытуемая оптическая система 3. В фокальной плоскости оптической системы установлена с возможностью перемещения рассеивающая пластина 1. Пластина 1 выполнена со случайным и несимметричным относительно оси расположением рассеивающих центров. Расстояние между оптической системой 3 ирассеивающей пластиной 1 контролируется по шкале 5 Фокусных расстояний.Кроме того, устройство содержит регистрирующий Ьлок, выполненный в виде установленных в плоскости наблюдения симметрично относительно осисистемы пар приемников бизлучения, корреляторы 10, 11, через которые выходы с пар приемников соединены с регистрирующими приборами 12,13.Устройство работает следующимоЬразом.Однородный с известной расходимостью пучок электромагнитного излучения от источника 1 излученияи формирователя 2 поступает на входоптической системы 3. Установленнаяв фокальной плоскости системы 3 подвижная рассеивающая пластина М (например,ликоподий на стекле) рассеивает свет, который попадает на входыприемников 6-9 излуцения,5 10 15 20 25 30 55 40 45 50 55 Так как рассеивающая среда движется, то движутся и пятна в структуре рассеянного света, хотя средняя картина сохраняется. Движение пятен вызывает соответствующие флук туации,тока приемников излучения, Коэффициент корреляции токов, пропорциональный коэффициенту корреляции интенсивности рассеянного излучения, измеряется с помощью корреля. торов 10, 11 и регистрирующих прибо.ров 12, 13.Корреляция интенсивности рассеянного случайным скоплением частиц когерентного света в противоположных относительно оси зондирующего пучка направлениях обладает сильной зависимостью от кривизны фронта рассеиваемой волны, которая может быть использована для аттестации этого фронта.Положение максимумов коэффициентов корреляции на шкале фокусных расстояний с учетом начальной расходимости пучка позволяет легко определить фокусное расстояние. Величина же самого максимума есть количественная характеристика кривизны фронта в фокусе, т.е. характеристика качества оптической системы.Астигматизм легко выявляется по несовпадению максимумов коэффициентов корреляции сигналов, снятых с пар приемников излучения, которые расположены взаимно перпендикулярно в плоскости наблюдения.Устройство не содержит прецизионных элементов, поэтому значительно проще известных устройств того же назначения, Упрощение касается настройки и регулировки устройства, что особо важно в ИК и Уф диапазонах.Фокусное расстояние здесь определяется не по моменту наиболее четкого изображения, а по кривизне Фронта волны, которая пропорциональная расходимости, и, следовательно, пропорциональна производной от сечения пучка. Это обуславливает большую точность в определении фокусных расстояний и выявлении астигматизма.Корреляторы 10, 11 обеспечивают непрерывную выдачу параметра расходимости (кривизны фронта) в двух продольных сечениях пучка, что позволяет легко автоматизировать процесс контроля оптических систем, Например, автоматицеское перемещение рассеивающей среды по шкале фокусных3расстояний позволяет записать на ленту самописца количественные данные об астигматиэме и кривизне соответствующих волновых фронтов в двух . сечениях. 935701 6оси расположением рассеивающих центров, при этом регистрирующий блоквыполнен в виде установленных в плоскости наблюдения симметрично относи тельно оси системы пар приемников излучения, выходы которых соединеныформула изобретения попарно через корреляторы с регистрирующими приборами.Устройство для контроля оптических Источники информации,систем, содержащее источник излуче- в принятые во внимание при экспертиз.ния, формирователь пучка излучения, 1. Пуряев Д.Т. Методы контролярассеивающую пластину и регистрирую оптических асферических поверхностей,щий блок, о т л и ч а ю щ е е с я М., "Машиностроение", 1976, с.132,тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных воз- фф 2. Бубис И.Я., КузнецовА.И. Неможностей, рассеивающая пластина которые вопросы изготовления и приустановлена в фокальной плоскости менения интерферометра с рассеиваюоптической системы с возможностью . щей пластинкой. - "Оптико-механичес.перемещения и выполнена со случай- кая промышленность, 1975, М 7,ным и несимметричным относительно 20 с.44-47 (прототип),1 оставитель Л. Гайковскаяехред И, Гайду Коррект Редактор С,Тимохи Тираж 614 венного комитета етений и открыти Ж, Раушская н Подписно Зэка 192/40 ВНИИПИ Государ по делам иэо 113035, Москва