Оптический производстенный контроль - Малакара Д.
Скачать (прямая ссылка):
271' Значения, найденные любым из описанных способов, аппроксимируют методом полинома и получают значения классических-аберраций — комы и астигматизма (см. прил. 2).
Ї0.6. МЕТОДЫ МАЙКЕЛЬСОНА И ГАРДНЕРА— ЬLHHLT I V
Метод, предложенный Майкельсоном для определения погрешностей зеркала [15], основан на интерференции света, отраженного от поверхности детали, освещенной через два отверстия и экране (рис. 10.12). Изображение источника света, представляющего собой щель, освещенную монохроматической лампой, наблюдается в микроскоп. Набор экранов с двумя отверстиями или двухще-левоеустройство помещаются перед контролируемой поверхностью. Одно отверстие устанавливается в центре, другое можно передвигать от оси. Интерферирующие пучки наблюдаются в микроскоп. Если волновой фронт сферический, центральная интерференционная полоса точно совпадает с положением изображения щели. Смещение интерференционной полосы от изображения щели, выраженное в долях расстояния между полосами, представляет собой погрешность волнового фронта. Помещая подвижное отверстие в различных точках апертуры, можно получить полную картину интересующих нас погрешностей.
Позднее метод Майкельсона был модифицирован с применением экрана с несколькими диаметрально расположенными отверстиями [3, 14] и применен для контроля линз и зеркал, В устройстве, изображенном на' рис. 10.13, интерференция между лучами из соседних отверстий в экране регистрируется не в фокусе, как в методе Майкельсона, а за фокусом или перед ним, как в методе Гартманна. Чтобы интерференция имела место, расфокусировка должна быть достаточно малой. Отклонение центральной полосы от идеального положения указывает на разность фаз. между участками волнового фронта от двух отверстий, как. и в методе Майкельсона.
Рнс. 10.12. Установка для контроля методом Майкельсона. Центральное отверстие закреплено неподвижно, второе — перемешается в процессе измерений по всей сферической поверхности:
I — микроскоп; 2 — монохроматический нсгочпнк света; 3— экран с двумя отверстиями; -! — контролируемое зеркало
Рис. 10,13. Схема установки для контроля методом Гарднера — Беннета:
1— фотоплпегнна; 2— мопохпоматиче-скип источник света; 3—-.крап с отверстиями по диаметру
272' Хотя эти варианты контроля и не получили большого распространения, их стоит исследовать для потенциального использования в нетипичных условиях контроля (см. список литературы в конце главы).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Материал данной главы свидетельствует о том, что лучшим способом контроля зеркал, которые не могут быть изолированы от воздействия вибраций или турбулентности воздуха, является анализ с помошыо экранов. Наиболее равномерный и тщательный анализ поверхности осуществляется при помощи экранов с квадратным расположением отверстий. Более того, мсгод квадратной матрицы позволяет уменьшить ошибки, вносимые при обработке результатов измерений и получении погрешности формы поверхности контролируемого зеркала. Метод квадратного экрана предполагает использование ЭВМ для обработки данных ввиду большого числа контролируемых точек и значительного объема вычислений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ahlberg' J. H., Nilson Е. N., Brown J. L. The Theory of Splines and Their Applications, Academic Press, New York, 1967.
2. Cornejo A., MaIacara D. Waveiront Determination Using Ronchi and Iiart-mann Tests, Boh Inst. Tonantzintla, 2, 127 (1976)
3. Gardner I. C., Bennett A. H. A Modified Hartmann Test Based on Interference. J. Opt. Soc. Am., II, 441 (1921).
4. GhozeiI I. Use of Screen Rotation in Testing Large Mirrors, Soc. Photo-Opt. Inst. Eng., 44, 247 (1974).
5. Ghozeil I., Simmons J. E. Screen Test for Large Mirrors, Appl. Opt 13,. 1773 (1974).
6. Hartmann J. Bemerkungen uber den Bau und die Justrung von Spektro-graphen, Zt. Instrumentenkd., 20, 47 (1900).
7. Hartmann J. Objektivuntersuchungen, Zt. Instrumentenkd, 24, 1 (1904).
8. Hochgraf N. A. Angular Surface Measurements by Scanning Penta-Prism Test, Improved and Extended, J. Opt. Soc. Am., 61, 655 (1971).
9. Hooker R. B. Automated, Non-interferomctric Device for Testing Large Optical Surfaces, J. Opt. Soc. Am., 61, 655 (1971).
10. Kingslake R. The Absolute Hartmann Test, Trans. Opt. Soc., 29, 133 (1927— 1928).
11. Malacara D. Geometrical Ronchi Test of Aspherical Mirrors Appl. Opt.. 4, 1371 (1965).
12. Malvick A. J. Theoretical Elastic Deformation of the Steward Observatory 230 cm and the Optical Sciences Center 154-cm Mirrors, Appl. Opt., 11, 575 (1972)".
13. Mayall N. U., Vasilevskis S. Quantitative Tests of the Lick Observaiorv 120-Inch Mirror, Astron. J., 65, 304, (1960); reprinted in Lick Obs. Bull. No. 567. 1960.
14. Merland M. A. Sur la Methode de MM. Michelson et Cotton pour i'Etude. des Systemes Optiques, Rev. Opt., 3, 401 (1924).
15. Michelson A. A. On the Correction of Optical Surfaces Astroohvs, J. 47, 283 (1918). ' '
16. Pear son E. T. Design Philosophy of the Primary Mirror Supports for the KPNO 150-inch Telescope, Kitt Peak National Observatory, AURA * Engineering Technical Report No. 5, Tucson, Ariz., 1968.
