Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
160
ную или на ЭВМ) может быть построена карта отклонения проверяемой поверхности от идеальной формы. Если по роду работы требуется знать отклонение Дг в любой точке поверхности, то строят математическую модель деформированного волнового фронта методом круговых полиномов Цернике или с помощью преобразования Фурье.
Кроме неравноплечных интерферометров на некоторых предприятиях оптико-механической промышленности применяют интерферометры с рассеивающей пластиной. Принцип действия такого интерферометра состоит в следующем (рис. 3.25).
С помощью конденсора 2 и светоделительной пластины 1 освещенное отверстие диафрагмы 3 проецируется в центр проверяемой поверхности 5. Для простоты на схеме показан только один луч, выходящий из центра диафрагмы. На своем пути к проверяемой детали луч встречается с рассеивающей пластиной 4, установленной перпендикулярно оси контролируемой поверхности и вблизи ее центра кривизны С. Рассеивающая пластина содержит большое число отверстий малого диаметра, расположенных попарно симметрично относительно оси.
Проходя в точке А через отверстие, луч дает начало первичному дифракционному пучку, который на рисунке обозначен штриховыми линиями. Первичный дифракционный пучок образует рабочую световую волну идеальной сферической формы.
После отражения от поверхности рабочая волна и прямой луч попадают в точку В, симметричную точке Л. Здесь прямой луч дает начало второму дифракционному пучку, образующему идеальную сферическую волну сравнения. Она накладывается на рабочую волну, которая непосредственно проходит через рассеивающую пластинку. Возникающая при таком наложении интерференционная картина аналогична получаемой при использовании неравноплечного интерферометра.
По сравнению с неравноплечным интерферометр с рассеивающей пластиной обладает повышенной виброустойчивостью, не требует применения образцовой поверхности и высокомонохроматического источника света. Он позволяет проверять поверхности с относительным отверстием до 1 : 3. Размер радиусов кривизны практически не ограничен.
Для контроля выпуклых поверхностей крупногабаритных деталей используют метод переналожения.
Рис. 3.25. Схема контроля на интерферометре с рассеивающей пластиной
161
Проверка методом переналожения [3.9, 3.36] выполняется с помощью пробного стекла I, диаметр которого существенно меньше диаметра контролируемой поверхностиII (рис. 3.26, а). Перед проведением контроля проверяемую поверхность делят по ее диаметральному сечению на равные отрезки, длина которых составляет менее 1/3 диаметра пробного стекла. Затем последовательно накладывают пробное стекло, как показано на рисунке, на позиции (стоянки)А, В, С, D, Е, F, G, Н. На каждой позиции наклоном пробного стекла добиваются получения такой картины, в которой полосы были бы направлены паралелльно проверяемому сечению, и производят фотографирование полученных картин (вид картин на трех стоянках показан на рис. 3.26, б). После измерения искривления полос производят их «увязку», в результате чего получают профиль всего проверяемого сечения. Методика «увязки» отдельных картин между собой показана на рис. 3.26, в.
Для облегчения контроля по частям разработан специальный интерферометр модели ЮС-170, обеспечивающий разгрузку проверяемой детали и пробного стекла и содержащий механизм регулирования ширины и направления полос, а также устройство для фотографирования картины. Осветительная система установки обеспечивает падение лучей приблизительно по нормалям к проверяемой и образцовой поверхностям. Принципиальная оптическая схема такой установки аналогична показанной на рис. 3.21.
Суммарная ошибка AN оценки профиля всей поверхности пропорциональна числу k стоянок и может быть вычислена с помощью равенства
АN = Д n4k,
где Ап — ошибка оценки профиля на одной стоянке.
Рис. 3.26. Схема контроля по методу переналожения
162
Рис. 3.27. Схема контроля по методу Гартмана
Интерферометр ЮС-170 имеет следующие технические характеристики: максимальный диаметр проверяемых поверхностей 700 мм; диапазон радиусов кривизны проверяемых поверхностей от ± 425 мм до сю.
Для контроля правильности формы крупных астрономических зеркал как в производственных условиях, так и непосредственно в телескопах применяют метод Гартмана [3.37]. При проверке в производственных условиях используют схему, показанную на рис. 3.27. Основу ее составляет диафрагма 2 с большим числом сквозных отверстий. От источника света 6 с помощью конденсора 5 и светоделительной пластины 3 лучи направляются к зеркалу 1 и попадают на его поверхность через отверстия диафрагмы 2. После отражения от зеркала пучки снова проходят через эти отверстия и попадают на фотопластинку 4, засвечивая ее светочувствительный слой. От измеренных на пластине размеров отклонений следов пучков Дг можно легко перейти к отклонениям на поверхности зеркала. Действительно, угловое отклонение осевого луча пучка, прошедшего через любое отверстие диафрагмы, равно
8 = Д zjL.
Если расстояние между соседними отверстиями равно I, то отклонения Ah на поверхности зеркала можно вычислить по формуле
