Устройство для измерения контура сечения прозрачных оптических элементов

,715.27(088,8)ент ФРГ Р 212835/01, 1971.ское свидетелькл. С 01 В 1 0.04. 7 МЕРЕНИЯЧНЫХ ОПТИЧЕ ится к из т быть ис онтура се элементов е контура сложные утем изме ляризации мери- польчения Цел сечериво ения ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СОИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИКОНТУРА СЕЧЕНИЯ ПРОЗРКИХ ЗЛЕИЕНТОВ(57) Изобретение отнотельной технике и можэовано для измеренияпрозрачных оптическихизобретения - измеренния элементов, имеющихлинейные поверхностиизменения состояния и,.801265472 А сечению пучка линейно поляризованного монохроматического излучения. Резервуар заполняется иммерсионной жидкостью 5 с показателем преломления, равным показателю преломления материала измеряемого элемента 6. Параллель ный пучок излучения, прошедший через жидкость 5, элемент 6 и дно резервуара 4, попадает в регистрирующую систему. Используемая иммерсионная жидкость 5 оптически активна, а ее удельное вращение заранее известно, Зтд приводит к изменению состояния поляризации по сечению пучка, которое зависит от толщины элемента 6 в данной точке сечения. В качестве регистрирующей системы 3 применяется поля- . риметр, выполненный с возможностью измерения угла поворота плоскости поляризации по сечению пучка. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.65472 50 5512Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения .контура сечения прозрачных оптическихэлементов,Цель изобретения - измерение кон"тура сечения элементов, имеющих сложные криволинейные поверхности путемизмерения изменения состояния поляризации по сечению пучка линейно поляризованного монохроматического излучения,На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для измеренияконтура сечения прозрачных оптических:элементов; на фиг, 2 - схема для про.ведения измерения; на фиг. 3 - схемавыполнения регистрирующей системы.Устройство содержит расположенныена одной оптической оси источник 1монохроматического линейно поляризованного излучения, например лазер,систему 2 формирования пучка, например коллиматор, держатель 3 измеряемого элемента, выполненный в видеплоскопараллельной пластины с двумяоптическими поверхностями, установленной перпендикулярно оптическойоси 3 , резервуар 4, расположенныйна пластине и заполненный иммерсионной жидкостью 5 с показателем преломления, равным показателю преломления материала измеряемого элемента 6, и регистрирующую системуСтенки резервуара 4 приклеены к держателю 3, который образует дно резервуара. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Регистрирующая система 7 представляет собой поляриметр, выполненный с воэможностью измерения угла вращения плоскости поляризации по сечению пучка, 1(онструкция его предусматривает как измерение угла вращения в даннойточке сечения пучка, так и отсчет координат данной точки. Поляриметр состоит иэ установленных последовательно друг за другом вдоль оптической оси анализатора 8 (поляроида), диафрагмы 9 и фотоприемника 10, например кремниевого фотодиода, подключенного к электронному блоку 11, в качестве которого может быть ис- .йользовано электронный микроамнерметр. Анализатор 8, диафрагма 9 и фотопри-емник 10 установлены на подвижной платформе 12, имеющей воэможность независимого перемещения вдоль двух взаимно перпендикулярных осей у и. В качестве поцвижной платформы 12 можно использовать, например, столик с двухкоординатным перемещением с отсчетными узлами 13 и 14, например нониусными шкалами столика. Подвижная платформа 12 располагается наопоре 15. Сверху элементы, установленные на платформе 12, закрыты непрозрачной крышкой 16, устраняющей ,паразитную засветку.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Перед проведением измерений необходимо подобрать оптически активную жидкость с показателем преломления, равным показателю преломления измеряемого элемента 6, который должен быть заранее известен с нужной .точностью. Точную подгонку показателейпреломления жидкости и элемента 6 можно осуществить, разбавляя жид" кость. в соответствующем растворителе, изменяя температурный режим и длину волны излучения источника,.После того, как жидкость подобрана, необходима измерить величину сигнала , фотоприемника 10 при пустом резервуаре 4 беэ жидкости 5 и измеряемого элемента 6. Этим автоматически учитываются потери на френелевское отражение от поверхностей раздела плоскопараллельной пластины с данным показателем преломления. Эти потери одинаковы как для пустого резервуара 4, так и для заполненногожидкостью 5, при условии, что материал держателя 3 имеет показательпреломления, совпадающий с показате" лем преломления жидкости 5, Послеэтого оптический элемент 7 помещаютв резервуар 4 на держатель 4 и заливают жидкость 5. Выбирают уровень жидкости 5, совпадающий с наибольшейвысотой оптического элемента 6 относительно держателя 3 (хотя это и не обязательно). Высота уровня 1 должна быть измерена любым известным способом с необходимой точностью.3 В резервуаре слой жидкости 5 с погруженным в нее оптическим элементом 6 и держатель 3 образуют плоско параллельную деталь, проходя через которую параллельный пучок линейнополяризованного монохроматическогоизлучения остается параллельным. Изменяется только состояние поляризациино сечению пучка(при условии, чтоматериалы оптического элемента и дерз 12654 жателя не обладают оптической активностью), и далее производят измерения угла вращения по сечению пучка с одновременным отсчетом координат точек. При этом площадь сечения пучка должна 5 быть больше площади сечения элемента 6.По закону Малюса(2) 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что поляриметр выполнен в виде платформы, установлен-, ной с возможностьюперемещения вдоль двух осей, перпендикулярных оптической ;оси, и последовательно установленных на платформе вдоль оптической оси анализатора, диафрагмы и фотоприемника, связанного с электронным блоком. 55 где 3= Зсозм, (1) 10 где 3 - интенсивность линейно поляризованного излучения, прошедшего через анализатор;3, . - интенсивность линейно поляризованного излучения до 15прохождения через анализатор;о - угол поворота анализатора.В устройстве анализатор 8 не поворачивается и ориентирован на максимальное пропускание. Вращение плоскости поляризации в разных точках сечения измеряемого элемента происходит за счет прохождения через оптически активную жидкость 5. При этом 25 интенсивность излучения по сечению на выходе анализатора 8 меняется и это изменение измеряется фотоприемником 10 и электронным блоком 11. Учитывая (1), в случае линейного ре- З 0 жима работы фотоприемника 10+ ос= агссоз ( - . - ),огде 1 О - угол вращения плоскостиляриаци в даннои очке 35сечения;- сигнал фотоприемника в данной точке сечения.При этом знак угла М совпадаетсо знаком величины удельного вращеия с . Угол О, , таким образом,ачисляется по текущему отсчетув данной точке сечения. Оси Х и Уперпендикулярны оси 7Если, например, измеряется величина сечения элемента 6 в точке Д(фиг. 2) с координатами Х, и У, ина выходе поляриметра в соответствиис (2) зарегистрирован угол вращенияв , то, зная ы , можно определитьдлину пути 1 , пройденного в жидкости, следующим образом,.используя(1); 3 - длина пути излучения, пройденного в жидкости 5над элементом 6; 72 4г - длина пути излучения,пройденного в жидкости 5 под элементом 6.Тогда величина сеченияэлемента 7, в данной точке ДТаким образом; последовательно измеряя в нужных точках угол вращения плоскости поляризации, можно определить контур сечения оптического элемента 6. На практике может встретиться случай, когда одна из,величин Я, или Яизвестна по сечению с необходимой точностью, например, если деталь плосковыпуклая либо плоско- вогнутая, или известен профиль одной из поверхностей, а профиль другой поверхности оптического элемента, например линзы, нужно измерить. В, этом случае приведенные формулы сохраняют силу, но для их применения- требуется лишь заранее вычислить для данной точки сечения Р, или С Формула из обретения. 1, Устройство для,измерения контура сечения прозрачных оптических элементов, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси источник излучения, систему формирования пучка, держатель измеряемого элемента, выполненный в виде плоскопараллельной пластины, установленной перпендикулярно оптической оси, резервуар, расположенный на пластине и заполненный иммерсионной жидкостью с показателем преломления, равным показателю преломления материала измеряемого элемента, и регистрирующую систему, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения контура сечения элементов, имеющих сложные криволинейные поверхности, иммерсионная жидкость оптически активна, а регистрирующая система выполнена в виде поляриметра, установленного с возможностью измерения угла вращения плоскости поляризации по сечению пучка.1265472оставитель Л. Лобэоваехред И.Попович К едактор И. Шулла ор Л. Патай аз 5648/3 Тираж 670Государственного комитета СССелам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.,писк НИИПИ д. 4 11303 оектная, 4 Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород