Способ контроля формы зеркала

1490462 2 Р2 = Г(1+ 1 -И)р Э где Н - цело е чи слЕсле зеркальная вносит искажений (контролируемая по ет с опорной повер жение контрастных воспроизведения со нием пропускающих 25 поверхность не волнового фронта верхность совпадахностью), то поло- пятен в плоскости Е = Р(11 впадет с положе- ячеек периодичесПри наличии иск кого транспаранта жений пятна смеща нают з тся и ны точечного источ 1 е пятна в тью, то контрастнь ти транспаранта (р зведения) точно соающими ячейками истки поверхности тащенной к зеркалу ны. Отклонения пов от опорной поверх смещению контраст ерхн егистрациивпадут снепроэрач- ранспаранне будутерхностиности приных пятен оско ои пропус ные уч та, об засвеч з еркалведут засветке не и, следовательно, прозрачных участко могут контролироваПо этим смещениям спар ант т иэуально, тным обра ся эв зом находят отклонен ормы поверхию све емники, расположенные на непрозрачных участках поверхности транспаранта, обращенной к зеркальной поверхности, Перемещая периодический транспарант вдоль оптической оси илиизменяя период расположения пропускающих ячеек транспаранта или длинуволны излучения, добиваются дискретно-контрастной картины распределенияинтенсивности отраженного излученияна поверхности транспаранта, состоящей из резких квадратов, по размеруи положению совпадающих с пропускающими ячейками периодического транспаранта. Это будет означать, что плоскость расположения транспаранта совмещена с одной из плоскостей воспроизведения, Положение транспарантаи совпадающих с ним плоскостей воспро 20изведения задается формулой свечивать фотоприемники. По количеству засвеченных фотоприемников в каждой линейке определяют величинусмещения д пятна в соответствующем направлении. При этом точность определения локального угла наклона волнового Фронта на исследуемой поверхности Ьо( определяется расстоянием от этой поверхности до плоскости регистрации (транспаранта) и размером отдельного фотоприемника, Если размер транспаранта меньше размера исследуемой поверхности, то его можно поместить в расходящийся пучок внутри телескопа. Операции при этом остаются теми же, а расстояние Е плоскости воспроизведения определяется с учетом фор 50 мул для сходящихся и расходящихся пучков.Способ может быть использовандля диагностики поверхностей, облада 55щих сильными искажениями, которыеа малых расстояниях ( ( 1 см) вызыают сильные отклонения световых учен, что приводит к ра тового пучка. В этом случае транспарант может быть помещен близко к исследуемой поверхности (в пределах глубины резкости контрастного распределения интенсивности), где пучок еще не разрушается и отклонения световых пятен не очень велики.П р и м е р. Пусть необходимо проконтролировать сферическое зеркало с фокусным расстоянием Г = 100 см диаметром Р25 см. В качестве точечного монохроматического источника можно взять, например, точку фокусировки лазерного излучения короткофокусной линзой, Точечный источник по- помещают в точку двойного фокуса опорной поверхности зеркала. Измеряемой величиной является отклонение формы поверхности реального зеркала от опорной поверхности. Плоский периодический транспарант, например, как на чертеже, помещают перпендикулярно оптической оси таким образом, чтобы выполнялось условие Е - расстояние от вершины опорной поверхности до плоскост расположения транспаранта;Р - период транспаранта;Р - Фокусное расстояние опорной поверхности;- длина волника;Н - номер плоскости воспроизведения (целое число).Выполнение этого условия означает, что плоскость воспроизведения совпадает с плоскостью расположения транспаранта, Выберем в качестве опорной поверхности сферу с радиусом 2 Р, Тогда, если поверхность контролируемого зеркала совпадает с опорной по 1490462ности контролируемого зеркала отопорной поверхности, Для регистрации контрастных: пятен могут быть использованы, например, фотоэмульсияф 5нанесенная на непрозрачные участкиповерхности транспаранта, обращенной к зеркалу, матрицы фотоприемников, помещенные там же и т.д. В случае использования матричных фотоприемников повышается надежность измерений, поскольку отсчет ведется поколичеству засвеченных фотоприемников. Например, в случае использования линейных матриц фотоприемников 15(см.чертеж) измеряемая величина смещения контрастного пятна д = пд,где сР- размер отдельного фотоприемника, п - число засвеченных фотоприемников. Для1 О см, Р = 0,1 см, 20-3Д = 10 см, И = -1, 2 = 273 см иточность определения локального наклона поверхности зеркала относительно опорной поверхности Лс= д /23,6 10 рад. При этом размеры транс паранта й П 2/2 Г) = 9,1 см,В случае контроля параболического,эллиптического или гиперболическогозеркал (при условии существованияплоскостей воспроизведения, т. е. в 30случае малых отклонений от сферы наапертуре зеркала) в качестве опорнойповерхности можно брать соответственно параболическую, эллиптическую илигиперболическую поверхности. В этомслучае даже при отсутствии искажений контрастные световые пятна будут смещены относительно пропускающих ячеек транспаранта согласно зависимости, которая может быть рассчитана. Уклонения поверхности зеркалаизмеряются по смещению пятен относительно расчетных положений. Контрольплоских зеркал является частным случаем рассматриваемого способа при 45.чв Сф,Способ позволяет увеличить точность контроля по сравнению с прототипом за счет осуществления схемыизмерения с нормальным падением зондирующего пучка на контролируемоезеркало, Например, в способе-прототипе, чтобы транспарант не экранировал отраженный от зеркала лучок в схеме контроля, приведенной в примере, необходимо зондирующее излучение послать под углом с 13,4 1 О рад, Это приведет к искажениям типа астигма" тиэма, которые вызовут увеличение ошибки на порядок дс =3,4 10 . рад. Формула изобретенияСпособ контроля формы зеркала с фокусным расстоянием Г, заключающийся в том, что излучение точечного монохроматического источника с дпиной волны Л пропускают через дискретный транспарант с периодом Р, расположенный в плоскости, перпендикулярной оптической оси источника излучения на расстоянии 2 от вершины опорной поверхности контролируемого зеркала, и направляют на контролируемое зеркало, регистрируют дискретно- контрастное распределение интенсивности излучения, отраженного от зеркала, в плоскости воспроизведения измеряют смещения контрастных световых пятен распределения интенсивности излучения относительно положений, задаваемых геометрией транспаранта и опорной поверхностью контролируемого зеркала, по которым судят об отклонении поверхности зеркала от опорной поверхности, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения точности контроля, точечный источник монохроматического излучения помешают в точку двойного фокуса опорной поверхности контролируемого зеркала, а затем совмещают М-ную плоскость воспроизведения с обращенной к контролируемому зеркалу поверхностью транспаранта путем выполнения условия 12 = Р(11 где И - целое число, непрозрачные участки транспаранта используют для регистрации дискретно-контрастного распределения интснсивности.1490462 ректор Л, Бескид Редактор О. Спесивь Заказ 3739/44 Тираж 683 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Сост Техр тель О. НесоваА.Кравчук