Интерферометр для контроля формы выпуклых сферических поверхностей

,1026 к СЮ ц 01 В 9 02 ЕТЕН ВУ на инамен ство ССС1972.во СССР1976 йью(54)(57) ИНТЕ ФОРМЫ ВЫПУКЛЫХ НОСТЕй, содерж хроматическог вательно расп чей конденсор тив двояков КОНТРОЛЯ ПОВЕРХ- моно- последооду лу ь, обьеки линзу ФЕРОМЕТР ДЛЯ СФЕРИЧЕСКИХ ащнй источни излучения и ложенные по светоделите пуклую линзу,м Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗ ВТОРСИОМУ СВИДЕТ(71) Московское ордена Лениордена Трудового Красноговысшее техническое училищеим. Н.Э.Баумана(прототип). с эталонной вогнутой поверхностью и регистратор, расположенный за све тоделителам в обратном ходе лучей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона параметров кснтролируемых поверхностей, повыдения производительности и точности контроля, сокращения габаритных размеров интерферометра, обе поверхности двояковыпуклой линзы выполнены гиперболическими с эксцен риситетамн, равными показателю преломления материала двояковыпукло линзы, линза с эталонной поверхност выполнена так, что ее поверхность, обращенная к двояковыпуклой линзе, имеет радиус кривизны,обеспечивающий минимальную сферическую аберра цию дпя осевого пучка лучей, а форма другой ее поверхности выполняетс в соответствии с геометрической фор ой контролируемой поверхности.1Изобретение относится к оптическому приборостроению и предназначено для высокоточного контроляФормы выпуклых сферических поверхнос. тей линз и зеркал большого диаметра(свыше 300 мм). 5Известен интерферометр для контроля выпуклых сферических поверхностей линз большого диаметра, содержащий источник монохроматическогосвета, объектив, светоделитель, 10компенсатор, регистратор интерференционной картины и эталонное сферическое зеркало, устанонленное залинзой с контролируемой поверхностью Ц .15Недостатком данного интерферометраявляется ограниченность диапазонапараметров контролируемых поверхностей, так как для каждой линзы,необходим компенсатор индивидуального 20назначения; недостаточно высокаяпроизводительность и точность контроля, обусловленные дефектами качества изготовления компенсаторов и их,/вотировкой, и сравнительно большиегабаритные размеры.Наиболее близким к предлагаемому, по технической сущности является интерферометр для контроля Формы выпуклых сферических поверхностей, содержащий источник монохроматического излучения и последовательно расположенные по ходу лучей конденсор, светоделитель,.объектив, двояковыпуклую линзу и линзу с эталонной вогнутой поверхностью, а также регист 35 ратор, расположенный эа светоделителем в обратном ходе лучей 2 .Недостатком известного интерферометра является ограниченность диапазона его применения, так как он поэ воляет контролиронать только мало- апертурные сферические поверхности, радиусы которых не превышают радиуса эталонной вогнутой поверхности менис ковой линзы; недостаточно высокая 45 производительность и точность контроля, обусловленные необходимостью замены двояковыпуклой линзы на две плосковыпуклые линзы в случае контроля нысокоапертурных поверхностей, сравнительно большие габаритные размеры интерферометра, обусловленные применением линз со сферическими поверхностями.Цель изобретения - расширение диапазона параметров контролируемых поверхностей, повышение производительности и точности контроля, сокращение габаритных размеров интерФерометра.указанная цель достигается тем, 60 что в интерферометре для контроля формы выпуклых сферических поверх ностей, содержащем источник монохроматического излучения и последовательно расположенные по ходу конденсор, светоделитель, объектив, двояковыпуклую линзу и линзу с эталоннойвогнутой поверхностью, а также регистратор, расположенный эа светоделите.лем в обратном ходе лучей, обе поверхности двояковыпуклой линзы выполнены гиперболическими с эксцентриситетами; равными показателю преломления материала двояковыпуклойлинзы, линза с эталонной поверхностьювыполнена так, что ее поверхность,обращенная к двояковыпуклой линзе,.имеет радиус кривизны, обеспечинающий минимальную сферическую аберрацию для осевого пучка лучей, аформа другой ее поверхности выполняется в соответствии с геометрической формой контролируемой поверхности,На чертеже представлена оптическаясхема интерферометра.Интерферометр для контроля формывыпуклых сферических поверхностейсодержит источник 1 монохроматического излучения и последовательнорасположенные по ходу лучей конденсор 2, светоделитель 3, объектив 4,двояковыпуклую линзу 5, обе поверхности которой выполнены гиперболи,ческимис эксцентриситетами, равныюпоказателю преломления материала двояковыпуклой линзы, линзу б с эталонной поверхностью 7, выполненной так,что ее поверхность 8, обращенная кдвояковыпуклой линзе 5, имеет радиускривизны, обеспечивающий минимальнуюсферическую аберрацию для осевогопучка, а Форма другой ее поверхности 7выполняется н соответствии с геометрической формой контролируемой поверхности 9, и регистратор 10, расположенный за светоделителем.Зв обратном ходе лучей,Интерферометр работает следующимобразом,Лучи света, выходящие из источни"ка 1 монохроматического излучения,поступают на конденсор 2, проходятчерез светоделитель 3 и фокусируютсяобъективом 4 в точку, являющуюсяизображением центра кривизны эталонной поверхности 7 линзы б. Лучи света, падающие на эталонную поверхность 7 линзы б, частично отражаютсяот нее и создают эталонный волновойфронт. сравнения. Лучи света, отраженные от контролируемой поверхности 9,создают анализируемый волновой фронт.Эталонный и анализируемый волновыефронты интерферируют между собой.Снетоделитель 3 отклоняет лучи света,отраженные от эталонной поверхности 7 и контролируемой поверхности 9объекта, в регистратор 10 интерферен.ционной картины, в роли которогоможет использоваться глаз наблюдателя (визуальный способ), фотопластинка (фотографический способ) илифотоэлектрическое устройство для автоматизированной обработки интерференционной картины. Интерференционная картина может быть получена как в виде полос, так и в виде колец. Для оценки астигматиэма контролируемой поверхности 9 объектсдвигают в осевом направлении нанебольшую величину, при этом интер, ференционная картина будет получена .в виде колец. Эллиптичность колецсвидетельствует об астигматиэмеконтролируемой поверхности 9, Присмещении объекта в поперечном направлении на небольшую величину интерференционная картина будет полученав виде прямых полос, если контролируемая поверхность 9 имеет идеальную сферическую поверхность. Искривление полос свидетельствует о наличииместных зональных или локальных ошибок контролируемойповерхности 9,Цена одной интерференционной полосы(кольца) составляет половину, длиныволны света, используемого в интерферометре. В зависимости от радиусаконтролируемой поверхности в интерферометре используется линза б различной конфигурации (плосковогнутая,менисковая или двояковогнутая). Таким образом, расширение диапазонапараметров контролируемых поверхностей достигается тем, что в интерферометре применена двояковыпуклаялинза с гиперболическими поверхнос=тям, зксцентриситеты которых равныпоказателю преломпения материалалинзы. Как показали специальныеисследования и расчеты на ЭВМ, сферическая аберрация такой линзы изменяется в небольших пределах приизменении положения предметнойточки в очень больших пределах (от о бесконечности до двойного фокусногорасстояния линзы). Поэтому остаточную сферическую аберрацию всегда(можно устранить той поверхностьюлинзы, которая обращена к двояко выпуклой линзе. В кОнечном итогеэто дает возможность контролироватьвыпуклые сферические поверхностилинз с практически неограниченнымдиапазоном радиусов. Повьыение про- ) изводительности и точности контролядостигается тем, что при контролеповерхностей с различными радиусамидвояковыпуклая лииза занимает стационарное положение.р 5 Сокращение габаритных размеровинтерферометра достигнуто благодаряприменению двояковыпуклой линзы сгиперболическими поверхностями,так как максимальное удаление точ- ЗО ки А не превыаавт двойного фокусного расстояния двояковыпуклойлинзы.1026002 с Составитель Н. ВахаТехред Т. Фантатор А.,едактор Л. Подписно э 45 иал ППП фПатент", г. Ужгород,ектная Тираж 602 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 13035, Москва, Жрного комитета СССиий и открытийРаушская иаб., д.