Оптический производстенный контроль - Малакара Д.
Скачать (прямая ссылка):
Другая возможность заключается в уменьшении отражательной способности одной из граней детали за счет крепления призмы
30 Рис. 1.24. Интерферометр Физо для контроля уголковых отражателей и прямоугольных призм. Между призмами помещены поглощающая пластинка и плоский эталон для выравнивания интенсивности двух интерферирующих пучков: / — интерферометр Физо (см. рис. 1.22); 2 — поглощающая пластинка; 3 — уголковый отражатель или прямоугольная призма; 4 — эталонная плоскость
Рис. 1.25. Устройство для уменьшения интенсивности света, отраженного от уголко* вого отражателя или прямоугольной приз* мы. Одна из граней с полным внутренним1 отражением контактирует с кюветой, иапол*
иенной водой или другой жидкостью: J — интерферометр Физо (см. рис. 1.22); 2 —эталонная плоскость; 3 — кювета с водой; 4 — уголковый отражатель илн пря~ моугольиая призма
//
І
Рис. 1.26. Интерферограмма качественного Рис. 1.27. Интерферограмма
уголкового отражателя. Для получения пря. мых полос эталонная плоская поверхность должна быть слегка наклонена
уголкового от-
ражателя с ошибками угла
Рис. 1.28. Интерферограмма качественной прямоугольной призмы
Рис. 1.29. Интерферограмма прямоугольной призмы с небольшой ошибкой угла 90а
21 Рис. І.ЗО. То же, что и на рис. 1.29, но полосы от одной из сторон выставлены перпендикуляр»
но к ребру крыши призмы
в специальной кювете, обеспечивающей контакт грани отражателя с тонким слоем воды или другой жидкости. Это позволяет уменьшить разность коэффициентов преломления для одной полностью отражающей поверхности и привести в соответствие интенсивности интерферирующих волновых фронтов (рис. 1.25). При контроле высококачественных уголковых отражателей возникают интерферо-граммы, аналогичные изображенной на рис. 1.26. Ошибки угла вызывают резкое изменение направления полос (рис. 1.27). Похожая ситуация возникает и при контроле прямоугольных призм (рис. 1.28 и 1.29). Если кроме ошибок угла контролируемые детали имеют погрешности формы поверхностей или их стекло недостаточно однородно, возникают интерференционные картины с искривленными полосами.
Опишем простой метод определения ошибки прямого угла призмы. Возникающая в этом случае картина (см. рис. 1.29) может быть преобразована к виду, представленному на'рис. 1.30. Если 2L — ширина грани призмы, (я/2)±е — ее угол, d — расстояние между двумя соседними полосами, k — отклонение полосы от прямолинейности, N — коэффициент преломления материала призмы и X— длина волны используемого света, то ошибка
e = (k/d)[X/{4NL)}. (1.26
Например, для призмы с размером грани 100 мм и kjd = 0,25 ошибка є угла 90° равна примерно 1". При определении знака ошибки можно пользоваться уже описанной в п. 1.2.3 методикой.
1.2.10. Контроль выпуклых и вогнутых поверхностей
На рис. 1.31 изображена схема устройства для контроля вогнутой поверхности, а на рис. 1.32 — выпуклой. Параллельный пучок
32 Рис. 1.31. Интерферометр Физо для контроля вогнутых поверхностей:
У — интерферометр Физо (см. рис.- 1.22); 2 — эталонная плоскость; 3 — контролируемая вогнутая поверхность; 4 — хорошо скорригированная линза
Рис. 1.32. Интерферометр Физо для контроля выпуклых поверхностей:
1 — интерферометр Физо (см. рис. 1.22); 2— эталонная плоскость; 3—контролируемая выпуклая поверхность; 4 — хорошо скорригированная линза
света выходит из интерферометра и, пройдя эталон — плоскопарал-лсльную пластину, фокусируется откоррегированным объективом. Если контролируемая поверхность сферическая, центр ее кривизны совпадает с фокусом объектива и отражающийся обратно плоский волновой фронт, интерферируя с эталонным, образует прямые полосы. Покрывая эталонную плоскость и контролируемую сферу зеркальным слоем, получают высококонтрастные многолучевые полосы Физо. Для контроля асферических поверхностей в схему интерферометра вводят компенсаторы. Снабдив установку устройствами для измерения длины, ее можно использовать при контроле ради\сов кривизны поверхностей.
1.2.11. Требования к качеству линз коллиматора
Рассмотрим вкратце требования, предъявляемые к качеству линз коллиматора, используемых в интерферометрах Физо. Прежде всего нас интересует определение изменений толщины воздушного зазора. Правда, разность оптического хода зависит еще и от угла освещения и в некоторой точке равняется 2/cos 6. Воздушный зазор изменяется из-за дефектов поверхностей, a G — из-за аберраций линз коллиматора и под влиянием конечных размеров источника света.
В интерферометрах Физо, оснащенных стандартными источниками света, максимально допустимый воздушный зазор составляет 50 мм. При этом мы должны отдельно рассмотреть влияние размеров источника и аберраций системы линз. Размеры источника сказываются в основном на видимости полос Физо: изменения разности хода не должны превышать к/4, и точечная диафрагма выбирается так, чтобы обеспечить это условие. Влияние же аберраций коллиматора представляется многоплановым. Рассмотрим фактор угловой аберрации линз коллиматора. Если ср — ее макси-малыше значение, величина /ф2 должна быть меньше kk, где k определяется требуемой точностью измерений. Принимая k = 0,001 и ^ = 50 мм, получим фг^0,001 Xjt- 10~3 или
