Интерферометрическое устройство для контроля фазовых колец

союз советснихсоциАлистичесниРЕСПУБЛИН Ьйд: я ЗОБРЕТ ИСА ТЕЛЬСТВУ Р 10 Н.Л. Фр берг ь Кузнецова А.Фышленность. СЬе Орекса7, ч, 47,ТРОЙСТВО ЕРОМЕТРИЧЕСКОЕ УЛЯ ФАЗОВЫХ КОЛЕЦ тение относится елькой технике, к устройствам дл ДЛЯ КОНТ (57) Изо кой изме конкретн оптичес"олее . с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изоБ етениям и отнРцтиПРИ ГКНТ СССР(54) ИНТЕРФ роля фазовых колец микрообъективов фазового контраста, и позволяет повысить достоверность контроля. Деталь 5 с контролируемым фазовым кол цом 6 помещают в микрообъектив 4. . Благодаря введению цилиндрической линзы 13 можно наблюдать интерференционную картину в ниде полос, расположенных вдоль индекса 15. Сня тие отсчетов производится при различных положениях анализатора 7 и при смещении призмы Волластона 8 по контрастной интерференционной карти не даже в случае низкого пропусканиазового кольца 6, которая совмещаея с индексом 15, обеспечивая темамым достоверность контроля. 3 илИзобретение относится к оптическому приборостроению и может быть ,использовано для контроля фазовыхколец Фазовоконтрастных в частнос 35 ти, Фазовотемнопольных микрообъективов по вносимому ими фаэовому сдвигу.Цель изобретения - повышение достоверности контроля. 10На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - вид наблюдаемого иэображения зрачка микрообъектива при различных разворотах анализатора. 15устройство содержит источник 1 света, осветительную систему 2, тест- объект в виде узкой щели 3, микро- объектив 4 с установленной в нем контролируемой пластиной 5 с фазовым 20 кольцом 6, анализатор 7, призму Волластона 8, расположенную на подвижной каретке 9 с отсчетным устройством 10, поворотвьп 1 анализатор 11 и вспомогательный микроскоп 12, 25 цилиндрическую линзу 13, установленную с возможностью поворота вокруг оптической оси, и сетку 14 с индексом 15, установленную в полевой диафрагме вспомогательного микроскопа ЗО 12. Призма Волластона 8 установлена в плоскости изображения тест-объекта 3 на расстоянии Я от выходного зрачка микрообъектива 4, где расположено Фазовое кольцо 6. Вспомогательный микроскоп 12 расположен на расстоянии Б от, призмы ВолластонаЦилиндрическая линза 1 3 расположена от призмы Волластона на расстоянии Б удовлетворяющем условию (1), фокусное 40 расстояние цилиндрической линзы 13 удовлетворяет условию (2). Изображение во вспомогательном микроскопе имеет вид светлого полн 16 эллипсо- . видной формы, наклоненной под углом ц к направлению сдвига с которым совпадает направление индекса 15 сетки 14. На поле 16 находится изображение фазового кольца 17 с серповидными изображениями 18, на которых при одном повороте анализатора видны интерференционные полосы 19 (фиг,2). При другом повороте анапизатора иитерфереиционные полосы 20 наблюдаются на поле 16.55При работе с устройством деталь 5 с контролируемым фазовым кольцом 6 помещают в микрообъектив 4 и производят фокусировку тест-объекта 3 доыходным где Б - расстояние м зрачком микр призмой двое Б - расстояние м й ения изображ вом вспомога скопа; Р - коэффициент, б ктива изображени призма и объе ежд ени ьного мик овныи Р= -Ик кро адняя апертура ива рад;гол двоения иэо д 1 ина с ВОЙ ВОЛНЫ нтерфередел ах онных и число а; получения интерференционной картины в виде полос. Разворотом цилиндрической линзы 13 на угол ц и дополнительной фокусировкой добиваются, чтобы число полос в пределах зрачка было равно 6-8 ичтобы они были расположены вдоль индекса 15. Разворачивают анализатор 11 до получения интерференционных полос на серповидных изображениях 18, перемещают призму Волластона в положение, в котором середина темной интерференционной полосы 19 совмещена с индексом 15, и снимают первый отсчет по оптическому уст" ройству 10, Затем разворачивают анализатор 11 до получения,интерференции на. зоне 16, при этом середина темной интерференционной полосы оказывается смещенной относительно индекса 15 на величину П, Перемещают призму Волластона таким образом, что интерференционная картина перемещается на величину 0 и снимают второйотсчет, По разности первого и второго отсчетовопределяют величину контролируемого фазового сдвига. В результате расположения интерференционных полос вдоль направления раздвоения изображения они пересекают серповид" ное изображение фазового кольца .18 в широкой и протяженной его части и хорошо различимы даже в случае низкого коэффициента пропускания фазового кольца, что делает возможным их уверенное совмещение с индексом 15 и тем самым обеспечивает достоверность контроля,Для работы устройства требуется соблюдение следующих условиИ: 15 Форм ула из обретения макс юБ; сЫРБ (2)2+Б-ББ, +БИз условий (1) и (2) следует, чтопри Б, =Б фокусное расстояние цилиндрической линзы может быть сколь угодно малым. Поскольку световой диаметрцилиндрической линзы не может быть.более двух радиусов кривизны, а также не может быть меньше диаметразрачка, на фокусное расстояние цилиндрической линзы должно быть наложено условие 2)мБ, которое получается при условии, что показатель преломления цилиндрической линзы равен1,5П р и м е р , Обычные микрообъективы фазового контраста рассчитанытаким образом, что их "оптическаядлина тубуса", т.е. расстояние отфокальной плоскости до плоскости.изображения, примерно равна 160 мм,а фазовое кольцо расположено вблизизаднего фокуса микрообъектива, поэтому Я=160 мм. Задний апертурный уголмикрообъективов обычно лежит в преде- ББ,лах от 0,015 до 0,040; положимо=,=0,02. Параметры базового устройства гдимеют следующие значения: 1 =40 мм 11=0,001. Принимаем Ъ =6 10 " мм. Выбираем К=8 и 1=2. В этом случаеР=0,004 мм и согласно условию 1имеем 160 Я,ь 121Возьмем, например,Б, =130 мм. Тогда согласно условию 4 О2 имеем 61 УЕ 51. Этому условию удов- Рлетворяет цилиндрическая линза, нагде Ыпример, с Фокусным расстоянием 56 мм.Тогда угол разворота цилиндрической1 . 56 о.45линзы ц) равен = - агсзхп - =34 302 61Световой диаметр цилиндрической линзы должен быть.не".менее 2 мЯ=6,4 мм.Параметр искажения формы изображения,Е равен 1,9. Параметры призмы Вол- ЬОластона имеют следующие значения:=0,001, при этом перемещение призмыВолластона, приводящее к смещениюинтерференционной картины на однуполосу, равно 0,6. мм, а на О, 25 по" Ьблоси (соответствует номинальному Фаму сдвигу) порядка 0,15 мм, Та 1 Интерферометрическое устройстводля контроля фазовых колец, содержа щее последовательно расположенныена оптической оси источник света,тест-объект в виде узкой щели, микрообьектив с контролируемым фазовымкольцом, поляризатор, призму двоения 15 изображения, расположенную на подвиж"ной каретке с отсчетным устройством,поворотный анализатор и вспомогатель-,ный микроскоп, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повышения 20 достоверности контроля, в него введена цилиндрическая линза, установлен"ная между микрообъективом и призмойдвоения изображения с возможностьюповорота вокруг оптической оси,.и 25 сетка с индексом, установленная вполевой диафрагме вспомогательногомикроскопа, причем расстояние Б, отцилиндрической линзы до призмы двоения изображения удовлетворяет усло вию о зрачризмы воения еБот расстоян ка микро ектива до изображения;ние от призмы дво рас изо Яй ния до объект тельного микр а опа у спом оэффициент,в оо тур выходная аптива;угол двоени з ображени а световой волны;о интерференционных поло еделах зрачка (1 с=6-8); ициент искажения Формыжения кольца (с 1)1,5), стояние Г цилиндричесовпетворяет условию в пц - коэффиз о ра ас а Фокусноекой линзы зово з 1465857коэффициент искажения формы кие величины измеряются с помощьюизображения кольца, а фокус- обычных микромет 1 ических устройствное расстояние цилиндричес- с ценой деления 0,01 ммкой линзы Е удовлетворяетусловию::.Редактор С. Лисина Техред Л,Олийнык Корректор С, Черни при ГКНТ ССС Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин ЗаказВНИИПИ 4/48 Тираж 514 Подписноеосударстненного комитета по иэобретениям и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/