Изготовление и контроль оптических деталей - Ефремов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Смещением зеркала 4 на величину ДF можно добиться совпадения штрихов. Пентапризмы перемещают и последовательно замеряют для каждой зоны поверхности величины Д или ДF, вычисляя
величину отклонения угла нормами, находят отступление контролируемой поверхности 2 от заданной. Погрешность измерения углов отклонения нормами на двойном аберрометре составляет около 4".
Технологический и приемо-сдаточный контроль объективов с асферической поверхностью проводят на приборе, построенном по схеме интерферометра Тваймана с модифицированной рабочей ветвью (рис. 19.8). Пучок лучей из коллиматора 1 направляется разделительной пластиной 3 на плоское эталонное зеркало 2 и контролируемый объектив 4, фокус которого F'0 совпадает с центром кривизны Со эталонного зеркала 5.
По числу интерференционных колец или изгибу интерференционной полосы, наблюдаемых с помощью оптического устройства 6, судят о погрешностях изготовления асферического объектива 4 с учетом нецентричности линз, неоднородности стекла и т. д. Погрешность измерения зависит от точности совмещения фокуса контролируемого объектива с центром кривизны эталонного зеркала. По-
205
грешность определяют по контрастности и минимуму колец интерференционной картины в поле зрения.
Приемо-сдаточный контроль вогнутых параболоидов, эллипсо-
V
Рис. 19.8. Интерферометр Тваймана
идов, гиперболоидов и отдельных оптических систем производят измерением размера пятна рассеивания (рис. 19.9). При контроле
параболоидов от коллиматора на поверхность 4 посылается через диафрагму 2 параллельный пучок 1 лучей, который фокусируется на призме 3. Размер пятна измеряют с помощью микроскопа 5.
Пятно рассеивания диаметром 0,02—0,05 мм характеризует поверхность оптических деталей, соответствующих точности N=3+8 и AN = = 0,3-М. Метод контроля не позволяет судить о величине и располо-Рис. 19.9. Контроль пятна рас- жении зональных ошибок на сфери-сеивания ческой поверхности.
19.3. Изготовление астрономической оптики
Оптические детали диаметром от 500 до 6000 мм с плоскими, сферическими и асферическими исполнительными поверхностями, обработанные с интерференционной точностью, принято называть астрономической оптикой. Примерами деталей астрономической оп-
204
тики являются главные зеркала с параболической поверхностью, телескопов-рефлекторов диаметрами 2,6 и 6 м, изготовленные в Советском Союзе.
Астрономическая оптика должна иметь деформации менее
0,03 мкм от собственного веса, изменения температуры и натяжения материала. Для уменьшения массы зеркала делают ребристыми и сотовыми с глухими отверстиями различной конфигурации. Но такие зеркала обладают меньшей тепловой инерцией по сравнению со сплошной конструкцией и более подвержены изменениям температуры. Чтобы уменьшить деформации астрономической оптики от собственного веса при эксплуатации и обработке, ее разгружают с помощью опор, расположенных в нескольких круговых зонах.
Для изготовления зеркал применяют стекла типа ЛК-5, астро-ситаллы марки СО-115М и металлы. Теплопроводность металлов в несколько раз больше, чем у стекла. Поэтому у металлических зеркал при изменениях температуры окружающей среды происходит быстрое выравнивание температуры по всему объему, что снижает их деформацию. Металлические зеркала намного труднее полируются и качество их поверхности ниже, чем стеклянных.
Для крупногабаритной оптики применяют специальные станки. Иногда их выпускают для обработки нескольких деталей, а для шестиметрового зеркала построен специальный термостабильный цех в виде отдельного здания с двойными стенами. Глухие отверстия с тыльной стороны зеркала, необходимые для облегчения и расположения в них разгрузочных опор, обрабатывают на карусельных станках многорезцовыми головками из твердого сплава ВК-8 или трубчатым алмазным инструментом.
Для шлифования и полирования исполнительных поверхностей различной формы диаметром до 1500 мм используют станок СПА-1500. В конструкции верхнего звена (рис. 19.10) применен привод от двух кривошипов 1 и 2, что дает широкий диапазон настроек траекторий перемещения инструмента 3, необходимый для управления формообразованием точных поверхностей. В станке имеется поворотная траверса ретуши 4 для доводки при асфериза-ции. При контроле поверхностей непосредственно на станке возможен поворот изделия 5 в вертикальное положение с радиальной нагрузкой.
Для шлифования и полирования применяют инструмент из легкого сплава АЛ4. На полировальник наносят мягкую смолу. Рабочую поверхность инструмента разделяют канавками шириной 10 мм на квадраты размером 30X30 мм. Благодаря этому уменьшается возможность появления царапин на стекле и улучшается отвод шлама.
Шлифование проводят в три перехода абразивами № 5, М28, М14 при скоростях.вращения шпинделя 0,2—0,5 рад/с, кривошипа 0,4— 1,0 рад/с и давлении 1,5—5 кПа,
Полирование проводят на тех же или менее интенсивных режимах, .чтобы уменьшить нагрев заготовки и, следовательно, ее
205
деформации. Обработка длится от нескольких недель до нескольких месяцев.
Для контроля крупногабаритной оптики нецелесообразно применять пробные стекла, которые при наложении на контролируе-
