Интерферометр для контроля качества плоских поверхностей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1400 А 1 9/02 1) 4 ЕЛЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СНИ(56) Авторское свидетельство СССРФ 339772, кл, С О 1 В 9/02, 1972.(54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и используется для контроля качества плоских поверхностей объектов. Цель изобретения в повышен точностиконтроля -достигается путем устранения искажений интерференционной картины. Опорный пучок, образующийся при отражении от светоделителя, проходит через зеркальныи элемент и светосоединитель к наблюдательной системе. Рабочий пучок проходит через свето- делитель, объект, расположенный в держателе, и светосоединитель, где совмещается с образцовым пучком и интерферирует с ним. Светосоединитель и светоделитель расположены в потоке излучения так, что обеспечйвается одинаковая длина хода излучения в рабочем и образцовом пучках для исключения аберраций осветительной системы. При совмещении иэображения зрачков рабочего и образцового пучков при введении линзы с помощью поворота держателя после вы- Ж вода линзы с помощью механизма наблюдается интерференционная картина, кривизна тела которой характеризует отступление от плоскости, 2 ил.Изобретение относится к контрольно-иэмерительной технике.и может быть использовано для контроля качества плоских поверхностей объектов, в частности для контроля отклонений от плоскостности шероховатых поверхностей объектов сложной конфигурации.Цель изобретения - повышение точности контроля путем устранения искажений интерференционной картины,На фиг. 1 представлена принципиальная схема интерферометра; на фиг. 2 - расчет оптической длины хода в светоделителе и светосоединителе.Интерферометр содержит последовательно расположенные осветительную систему, включающую лазер 1 и телескопическую систему 2, зеркало 3 и светоделитель 4, зеркальный элемент 5, установленный в пучке, отраженном от светоделителя, держатель б объекта, установленный в пучке, прошедшем через светоделитель 4, свето- соединитель 7, расположенный в плоскости пересечения интерферирующих пучков, зеркало 8, оптически связанное со светосоединителем 7 и объективом 9 наблюдательной системы, включающей также механический узел 10 для ввода и вывода линзы 11 из потока излучения, и регистратор 12 интерференционной картины. Светоделитель 4 и светосоединитель 7 выполнены клиновидными и ориентированы в потоке излучения так, что сумма расстояния по ходу излучения между отражающей поверхностью светоделителя 4 и элементом 5 и расстояния по ходу излучения между элементом 5 и свето" соединителем 7 равна сумме оптической длины хода излучения в светоделителе 4, расстояния по ходу излучения от светоделителя 4 до держателя 6 объекта, расстояния по ходу излучения от держателя 6 объекта до светосоединителя 7 и оптической длины хода излучения в светссоединителе 7. Интерферометр работает следующим образом.Излучение лазера 1 проходит телескопическую систему 2, формирующую квазиплоский волновой фронт, и отклоняется зеркалом 3 на светоделитель 4, где разделяется на опорный и рабочий пучки. Опорный пучок образуется при отражении от светоделителя4, затем он, проходит к зеркальному элементу 5, отражается от него, проходит к светосоединителю 7, отражается от него и с помощью зеркала 8 5 попадает в наблюдательную систему. Рабочий пучок проходит светоделитель 4, отклоняется и наклонно падает на держатель 6 объекта,на котором устанавливается контролируемая 1 О деталь. После отражения от контролируемой поверхности рабочий пучок проходит светосоединитель 7, совме щается с образцовым пучком и интерферирует с ним. Затем оба пучка направляются зеркалом 8,в наблюдательную систему, объектив 9 которой формирует интерференционную картину в плоскости регистратора 2. Линза 11 вводится с помощью узла 1 О в поток излучения интерферирующих пучков так, что в,плоскости 12 наблюдается совпадение изображений зрачков рабочего и образцового пучков интерферометра. Совмещение изображений зрачков осуществляется поворотом держателя, 6 относительно. двух взаимно перпендикулярных осей, лежащих в плоскости, параллельной зеркальномуэлементу 5. 30Светоделитель 4 и светосоединитель 7 расположены в потоке излучения так, что обеспечивается одинаковая длина хода излучения в рабочем и образцовом пучках для исключения влияния аберраций осветительной системы АВ+ВС=ЕП+ЕР+п(АЭ+РС), где и - показатель преломления материала светоделителя 4 и светосоединителя 7. Уголпадения излучения на контролируемую поверхность, обеспечивающий получение регулярного волнового фронта для данной шероховатости, является исходной величиной для расчета параметров схемы, удовлетворяющих условию (1). Оптическая длина хода в светоделителе и светосоединителе для осевого луча (фиг. 2)са и й-соз 6 АП п=РС-и- - ----" -т, (2) где Й - толщина светоделителя и св тосоединителя по нормали к отражающей поверхности в т1231400 6 - угол клина;3 - угол отклонения пучка послепрохождения клина;- угол падения пучка на отражающую поверхность клина.Так как д=1, +3, АВ=ВС, ЭЕ=ЕГ, АЭ=ГС, то из условия (1) с учетом выражения (2) получают и:Йсоз 9(3) 6, находят коны схемы,при выИсходя из 1структивные парам 2 соз 1 где %в полнении условия (3).Для. удобства совмещения контролируемой поверхности детали с точкой Е, .соответствующей равенству длин хода излучения в рабочем и образцовом пучках, на задней стенке интерферометра можно нанести визирную лиЪ нию К-К.Совмещение изображений зрачков рабочего и образцового пучков при введении линзы 11 с помощью поворота держателя 6 позволяет после вывода линзы 11 с помощью механизма 10 наблюдать интерференционную картину. Частота и ориентация полос настраивается с помощью соответствующих наклонов держателя 6. Кривизна полос характеризует отступление от плоскостности поверхности, причем цена полосы К определяется выражением: а волны излучения лазеФормула изобретенияИнтерферометр для контроля качества плоских поверхностей объектов,содержащий последовательно располо женные осветительную систему и светоделитель, зеркальный элемент, установленный в пучке, отраженном отсветоделителя, держатель объекта,установленный в пучке, прошедшем 10 через светоделитель, светосоединитель, расположенный в плоскости пересечения интерферирующих пучков, инаблюдательную систему, содержащуюобъектив и регистратор интерференци онной картины, о т л и ч а ю щ и й -:с я тем что с целью повышенияточности контроля, он снабжен линзой,расположенной перед регистратором натаком расстоянии от него, что задний О фокус объектива сопряжен с приемнойплоскостью регистратора, механическим узлом для ввода и вывода линзыиз потока излучения и двумя зеркалами, одно из которых оптически связа но с осветителем и .светоделителем,а другое - с объективом и светосоединителем, а светоделитель и светосоединитель выполнены клиновидными иориентированы в потоке излучения так, О что сумма расстояния по ходу излучения между отражающей поверхностью светоделителя и зеркальным элементом ирасстояния по ходу излучения междузеркальным элементом и светосоединителем равна сумме оптической длиныхода излучения в светоделителе, расстояния по ходу излучения от светоделителя до держателя объекта, расстояния по ходу излучения от держателя 40 объекта до светосоединителя и оптической длины хода излучения в светосоединителе.1231400 Составитель В. Кл Техред И. Попович а Корректор А.фер Редактор А,О роизводственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна аказ 2556/47 Тираж 67 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, Жо Подписноственного комитета СССбретений и открытий35, Раушская наб д.