Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Контролируемая на приборе поверхность устанавливается симметрично относительно нуля лимба отсчета координатных углов (при повороте головки и наведении перекрестия на края детали полярные координатные углы, отсчитанные по лимбу, должны быть равны и противоположны по знаку). Поворотом головки наводят перекрестие прибора на очередную интерференционную полосу и измеряют ее полярную координату. Надо быть внимательным к появлению широких полос, сигнализирующих о том, что данный участок поверхности параллелен поверхности эталона и что весь-
Таблица 3.21. ПРИМЕР ЗАПИСИ ИЗМЕРЕНИЙ ПРОФИЛЯ АСФЕРИЧЕСКОЙ
ПОВЕРХНОСТИ НА ПОЛЯРНОМ ИНТЕРФЕРОМЕТРЕ
Координатный угол (р точек поверхности, 0 Номер полосы Знак полосы Сумма полос Отклонение профиля от сферы, мкм Координатный угол ф точек поверхности, 0 Номер полосы Знак полосы Сумма полос Отклонение профиля от сферы, мкм
0 0 Минус 0 0 11,0 37 Плюс 33 9,7
1,0 2 9 2 0,6 12,0 40 9 30 9,2
2,0 3 9 3 0,9 13,0 45 9 25 7,8
3,0 10 » 10 2,9 14,0 50 9 20 5,9
4,0 13 9 13 3,8 15,0 54 9 16 4,7
5,0 19 9 19 5,6 16,0 60 9 10 2,9
6,0 24 9 24 7,1 17,0 64 9 6 1,8
7,0 33 9 33 9,7 18,0 69 9 1 0,3
8,0 35 9 35 10,4 20,0 70 9 0 0
10,5 35 Нуль 35 10,4
ма вероятно изменение знака кривизны поверхности — с «ямы» полосы пойдут на «бугор».
Прибор позволяет измерять профиль асферических поверхностей с углом охвата до 180° для выпуклых поверхностей и до 160° для вогнутых при градиенте асферичности до 0,002. Увеличение диаметра оптики отсчетной системы, предложенное Б. А. Алиповым, В. А. Феоктистовым и др. [3.17], расширяет диапазон измерений по градиенту асферичности до 0,003-0,004.
Приборы для интерференционного контроля асферических поверхностей с применением компенсаторов обычно строят на базе схемы интерферометра Тваймана или неравноплечего интерферометра.
Принцип действия их заключается в следующем (рис. 3.61). Монохроматический (обычно лазерный) источник света 1 с помо-
5
Рис. 3.61. Схема интерферометра с линзовым компенсатором для контроля асферической поверхности
195
щью конденсора 2 освещает отверстие диафрагмы 3, установленной в фокальной плоскости объектива коллиматора 4. Вышедшие из коллиматора параллельные пучки лучей направляются к светоделительной пластине 6, где каждый из них делится на два — рабочий и референтный. Рабочий пучок проходит сквозь пластину и собирается в фокусе компенсационного элемента 7. Последний рассчитан так, что сферическая аберрация 8Sj^ его любого луча равна продольной аберрации 8S, соответствующей нормали идеальной асферической поверхности, установленной вместо проверяемой поверхности 8. Таким образом, элемент 7 обеспечивает падение всех вышедших из него лучей по нормалям к проверяемой поверхности. Референтный пучок после отражения от светоделительной пластины направляется к точному плоскому зеркалу 5, отразившись от которого, возвращается обратно. На светоделительной пластине он совмещается с рабочим пучком, отразившимся от поверхности 8. Образовавшаяся при наложении пучков интерференционная картина наблюдается глазом, помещенным вблизи фокуса объектива 10, или может быть сфотографирована фотоаппаратом 9 или зарегистрирована матричным приемником, сигналы которого поступают в ЭВМ. Форма полос картины определяет качество поверхности. Методика оценки качества практически не отличается от методики оценки пробным стеклом. ;
Методика расчета и описание отдельных видов компенсаторов ! подробно изложены в работе [3.16].
Преимущественной областью применения компенсационного ме- ] тода является контроль зеркал астрономических телескопов и лин- ] зовых систем с асферическими поверхностями высоких порядков. 1
Метод сдвиговой интерферометрии [3.40, 3.41] несмотря на ряд I его достоинств в области контроля формы поверхностей применяется редко. Объясняется это прежде всего сложностью расшифровки получаемых интерферограмм.
Зеркальные интерферометры сдвига выпускаются небольшими сериями в виде трех модификаций: ИТ-144, ИТ-159, ИТ-183.
Методы голографической интерферометрии проверены на макетных образцах и в настоящее время начат выпуск приборов промышленного изготовления типа АГ. Налажено централизованное изготовление основного элемента контрольной схемы — голографического компенсатора [3.18, 3.42, 3.43] и на его основе многие предприятия могут самостоятельно изготавливать соответствующие установки.
Из разработанных и опробованных схем голографических интерферометров наибольшее практическое значение имеют три вида схем: 1) с образцовой поверхностью; 2) с голографическим компенсатором; 3) на основе двухволновой голографии. Принципиальная схема с образцовой поверхностью показана на рис. 3.62. Параллельный пучок монохроматического (лазерного) света направляется на светоделительную пластину 2, где делится на два — рабочий и опорный. Рабочий пучок проходит к образцовой асфе-
196
рической поверхности 3, последовательно отражается от нее и от светоделительной пластины и направляется к фотопластинке 4. Сюда же приходит и опорный пучок, претерпевший последовательное отражение от светоделительной пластины и плоского зеркала 1. Здесь оба пучка интерферируют, образуя голографическую запись рабочего и опорного пучков. После химической обработки фотопластину устанавливают на прежнее место, а деталь с образцовой асферической поверхностью заменяют проверяемой. Образовавшуюся на детали 3 интерференционную картину наблюдают с помощью объектива 5 глазом, помещенным вблизи диафрагмы б. Диафрагма служит для срезания остальных пучков, снижающих контраст наблюдаемой картины.
