Способ контроля качества объектива и устройство для его осуществления

СОГОЗ СОВЕ ТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 16739 я)5 6 01 М 11/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(57) Изобретение относиприборостроению и поточность когерентныхобъективов с вынесеннком, Сущность способачто освещают обьектив тми сферическими волнаходимости, расположенего входного зрачка, пеосевой - расположен на ОЛЯ КАЧЕСТВА ОБЬВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕтся к и эвол т методов ым вход заключае рения ко ми с цент ными в рвый из оптичес тичес комуповысить контроля ным зрачтся в том, герентнырами расплоскости которых - кой оси, а О Изобре приборостр ным метод объективов ком,исполь венной фил Целью ние точност На фиг, тение относ оению, конк ам и аппар с вынесен эуемых в си ьтрации. иэобретенится к опти ретно - к к чес кому герентонтроля м зрач- трансттуре для кым входныстемах прас ость способа заключается ьектива тремя когерентны ми волнами с це ости, размещенными в пл зрачка обьектива, один из ен на оптической оси, а дн в освеми сфетрами оскости оторых дру щении о рически расходи входного располож являетс вышеоказана оптическая схема усосуществление способа; на троис К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР М 1000818, кл. 6 01 М 11/02, 1981,Авторское свидетельство СССР М 1506317, кл, 6 01 М 11/02, 1987. два других - внеосевых - расположены симметрично относительно первого, регистрируют распределение интенсивности интерференционной картины в задней плоскости обьектива и проводят оценку качества по сдвигу интерференционных полос путем периодического изменения фазы осевой сферической волны и одной иэ внеосевых сферических волн, причем фаза внеосевой сферической волны вдвое превышает фазу осевой сферической волны. Устройство дополнительно содержит установленный между осветительной системой 1, 2 и непрозрачным диском 4 с тремя отверстиями оптический элемент 3 в виде двух пластин 7. 8, жестко связанных между собой. Пластина 7 оптически сопряжена с центральным отверстием, а пластина 8 сопряжена с одним иэ внеосевых отверстий диска 4, расположенного перед контролируемым объективом 5, за которым размещен регистратор 6. Пластины 7, 8 установлены с воэможностью поворота вокруг оси 9, перпендикулярной оптической оси, и осуществляют фазовый сдвиг осевой и внеосевой сферических волн, 2 с,п,ф-лы, 3 ил,фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 изображен ход лучей в одном из оптических элементов устройства - плоскопараллельной пласти 1673906гих - внеосевых - симметрично относительно первого, регистрации интерференционной картины в задней фокальной плоскости объектива и последующей оценке качес 1 ьа по сдвигу интерференционных полос вдоль прямой, параллельной прямой, соединяющей центры расходимости сферических волн, причем сдвиг осуществляют путем периодического изменения во времени фазы сферической волны с центром расходимости на оптической оси и фазы одной из сферических волн с внеосевым центром расходимости, при этом фаза осевой сферической волны вдвое превышает фазу внеосевой сферическОй волны. Устройство для реализации способа содержит (фиг,1) расположенные последовательно на оптической оси лазер 1, телескопическую систему 2, оптический элемент 3 в виде двух жестко связанных между собой плоскопареллельных стеклянных пластин, пространственный фильтр 4 в виде размещенного в плоскости входного зрачка объектива 5 непрозрачного диска с тремя отверстями, одно иэ которых расположено на оптической оси, а два других вне ее симметрично относительно первого, а также регистрирующее устройство 6 в задней фокальной плоскости объектива 5. Одна иэ плоскопараллельных пластин 7 оптического элемента 3 перекрывает (оптически сопряжена) осевое отверстие фильтра 4, а другая пластина 8 перекрывает одно иэ внеосевых отверстий фильтра 4. Причем толщина внеосевой пластины 8 вдвое больше толщины осевой пластины 7. Оптический элемент 3 имеет воэможность поворота - периодического качания - вокруг оси 9, перпендикулярной оптической оси и смещенной относительно нее.Устройство работает следующим образом. Излучение лазера 1 расширения телескопической системой 2, проходит через плоскопараллельные пластины 7,8 элемента 3 и падает на пространственно-частотный фильтр 4. Фильтр 4 преобразует излучение в набор из трех когерентных сферических волн, две иэ которых - осевая и внеосевая волны - имеют различные фазовые сдвиги. При этом фазовый сдвиг осевой волны, проходящей через пластину 7 с толщиной б 1, равенР 1 -ЕхРЦЧ 1),а фазовый сдвиг внеосевой волны, проходящей через пластину 8 с вдвое большей толщиной 2 б 1, равен ъ- ехр(211),где 11- б 1(и); с - 2 д/А; и - пока:.ае. ь преломленния стеклапластинр(, - дина волны излучения лазера.Эле )е,т 3 имеет возможность периоди 5 ческого качания вокруг оси 9, перпендикулярной оптической оси и смещеннойотносительно нее так, что при повороте пластины на угол ф относительно оптическойоси освещенного пучка, угол отклонения10 пучка в пластине будет равен (фиг,3)Риф = - 31 и ф1 1иПри малых углахф =ф/иГеометрическая длина пути луча в наклоненной пластине станета 1- б 1/сов 1/При качании пластин вокруг оси 9 с угловой20 скоростью соугол поворота равен)р) = СО ,где - время, иа 1(с) = б/соз(со 1/и);б 1 и сов сот иАберрационная функция входного зрачка объектива 5 имеет видР(; х) - ех ро с Фчет( ; х) + Фнеч( : х)(1)до ГдЕ Фхег( 1; Х) - Сде+ Сср 1 + Скр Х.Е)четные волновые аберрации;Фнех; х)- Скр(хх+ Сди) р нечетныеволновые аберрации;х - координата выходного поля (изображения) объектива - задней фокальной плоскости;Сде, Ссф, Ско, С)р, Сди - коэффициентыэлементарных волновых аберраций И порядка - дефокусировки, сферической абер 40 рации, комы, кривизны поля и дисторсиисоответственно.В результате распределение поля эапространственным фильтром 4 имеет видтрех когерентных расходящихся волн с цен 45 трами расходимости, симметрично расположенными на оптической оси объектива 5 ивне ее, две иэ которых - внеосевые волны,искажены фазовой аберрационной функцией зрачка объектива 5, а осевая и одна50 внеосевая волны имеют дополнительныефазовые сдвиги, т.е.0( ; х) -(фЬхрО С 1 ФВ+Й-ЪЬхрО 1 е( .; х) + Фне ( х)Д+4 ЩвхрЯ ( 11(с)1 м ехрО г(Фхег(р х) Фнвц(, х), Е)где д - дельта-функция Дирана;- координата центра внеосевого отверстия.Обьектив 5 осуществляет преобразование Фурье от распределения поля (4), т.е.преобразует сферические волны в плоские,