Оптический производстенный контроль - Малакара Д.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 4.4—4.11 приведены интерферограммы бокового сдвига, полученные с помощью лазерного интерферометра, изображенного на рис. 4.32. Из рисунков видно, что даже при использовании непокрытой стеклянной пластины можно наблюдать в слабо освещен-
C боковым Свв.'/сом
Рис 4.35. Модификация интерферометра (см. рис. 4.34) с использованием двух раздельных стеклянных пластин. Боковой сдвиг возникает при отражении лучей от их внутренних поверхностей и может изменяться по величине при перемещении задней пластины. Наружные поверхности обеих пластин имеют просветляющее покрытие:
/ — микрообъектив; 2 — пространственный фильтр; 3 — контролируемая линза; 4 — просветляющее покрытие; S — просветляющее покрытие или шлифованная и затемненная поверхность
08 ной комнате на экране из матового стекла достаточно интенсивную ¦интерференционную картину, дли фотографирования которой необходима экспозиция всего в несколько долей секунды.
4.7.1. Применение интерферометра с плоскопараллельной пластиной
Интерферометры с плоскопаралледьной пластиной очень удобны для проверки правильности юстировки коллимационных систем. Если точечное отверстие на рис. 4.32 расположено не в фокусе линзы, выходящий из нее пучок становится слегка расходящимся или сходящимся. Соответствующие этому случаю интерференционные картины сдвига приведены па рис. 4.4, а и 4.4, в. Только в случае, когда отверстие расположено точно в фокусе коллимирующей линзы, общая с-теть обеих апертур будет свободна от интерференционных постое (рис. 4.4,6). Юстировка коллимации может быть проведена с еще большей точностью, если воспользоваться клиновидной пластиной. Сначала пластину устанавливают перпендикулярно к лучу, выходящему из линзы. Отраженный пучок света образует интерференционные полосы Физо, указывающие направление клина. Поскольку в этом положении сдвиг равен нулю, то незначительная расфокусировка системы не существенна. Затем пластину вращают в ее собственной плоскости до тех пор, пока полосы Физо не займут горизонтального положения. Вслед за этим клин поворачивают вокруг вертикальной оси так, чтобы угол падения составил примерно 45°. При малейшем несовпадении точечного отверстия с положением фокуса, интерференционные полосы наклонятся. Перемещая линзу в продольном направлении и наблюдая за положением полос, можно очень точно зафиксировать момент совмещения плоскости отверстия с фокусом. Вид интерференционных картин, соответствующих прохождению через фокус, аналогичен представленному на рис. 4.5.
Интерферометр на основе плоскопаралледьной пластины используют также для определения неоднородности объемных стеклянных образцов, выполненных, например, в виде прямоугольного параллелепипеда, помещенного между двумя плоскими пластинами очень высокого качества. Такой блок устанавливают между коллимирующей линзой и пластиной сдвига, как изображено на рис. 4.36. Через образец при этом проходит высококачественный плоский волновой фронт, и любая неоднородность искажает его, образуя сдвиг волн. Таким способом, например, можно легко обнаружить изменение показателя преломления по объему материала, исследовать потоки жидкости и газа, диффузионные н другие явления.
На интерферометре с плоскопараллельной пластиной можно с успехом контролировать погрешности крупногабаритных вогнутых сферических и асферических поверхностей по схеме, изображенной на рис. 4.37 [6]. Установка содержит две хорошо скорригироваиные линзы, первая из которых образует параллельный пучок свста. Между ними помещают пластину для образования сдвига фронтов. Mep-
109 Рис. 4.36. Интерферометр с плоскопараллельной пластиной для контроля однородности образцов стекла:
^ — мнкрообъекткв; 2— пространственный фильтр; 3— высококачественная линза; 4— стеклянный образец, 5 — плоскопараллсльная илп слегка клиновидная пластина
ти и Шакла предложили использовать такую систему для измерения радиусов кривизны вогнутых сферических поверхностей (см. рис. 4.37). Для этого вторую линзу необходимо сместить вправо так, чтобы ее фокус совпал с вершиной вогнутого зеркала. Затем линзу передвигают влево до тех пор, пока фокус не попадет в центр кривизны контролируемой детали. В обоих положениях отраженный фронт волны является плоским и, следовательно, в поле зрения будет наблюдаться или чистое поле, или горизонтальные полосы в зависимости от того, является пластина плоскопараллельной илп клиновидной. Расстояние между двумя крайними положениями линзы должно быть точно измерено любым способом. ITa рис. 4.38 показана схема измерения выпуклых поверхностей. Максимальный радиус кривизны, который можно проконтролировать таким способом, чуть меньше фокусного расстояния второй линзы. Применяемые при этом коллпмпрующие линзы должны быть высокого качества: несколько подобных конструкций были предложены Малакарой [7].
В фокальной плоскости системы можно использовать очень маленькую и тонкую плоскопараллельную пластину (рис. 4.39) [27]. Свет от лазера коллпмируется первой линзой и после прохождения параллельным пучком некоторого участка вновь фокусируется вто-
