Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Более универсальной является схема с голографическим компенсатором. Ее основу составляет искусственная голограмма, выполняющая роль оптического компенсатора.
Искусственная голограмма для контроля поверхности вращения представляет собой плоскопараллельную пластину, одна из плоскостей которой содержит систему концентрических прозрачных и непрозрачных колец. Как в известной системе колец Ньютона, ширина колец голограммы убывает от центра к краю. Однако закон изменения диаметров и ширины колец выбирается в зависимости от формы проверяемой поверхности и заданного способа компенсации.
Согласно разработанному технологическому процессу, система колец наносится на алюминированной поверхности алмазным резцом на специальной круговой делительной машине по заданной программе. Изготовленная таким образом голограмма может работать в проходящем или в отраженном свете. На практике также используются голографические компенсаторы, синтезированные на ЭВМ [3.44], или изготовленные другим способом.
На рис. 3.63, а—в приведены примеры построения схем голо-графических интерферометров для случаев контроля вогнутой асферической поверхности, выпуклой асферической поверхности и линзы с асферической поверхностью в проходящем свете.
Рнс. 3.62. Схема голографического интерферометра для контроля асферической поверхности
197
Рис. 3.63. Схема контроля асферических поверхностей с применением синтезированных голограмм: а, б — вогнутой и выпуклой поверхностей в отраженных пучках света соответственно; в — линзы с асферической поверхностью в проходящих пучках света
198
Принцип действия всех систем одинаков. Работу их можно рассмотреть на примере одной из них (см. рис. 3.63, а).
Вышедший из лазера 1 пучок с помощью зеркала 2 направляется к светоделительной пластине 4, предварительно пройдя диафрагму 3. Светоделителем он делится на два пучка — опорный и рабочий. Опорный направляется к плоскости регистрации 16 с помощью зеркал 12,13, расширителя 14 и объектива 15. Рабочий, после отражения от зеркала 5 и прохождения объектива 6, попадает на голограмму 7. Голограмма рассчитана так, что, работая совместно с идеально сформированной асферической поверхностью проверяемой детали 8, образует безаберрационную систему. После отражения от проверяемой поверхности рабочий пучок с помощью зеркала 18, объектива 10, светоделительной пластины 11 и объектива 15 направляется в плоскость регистрации, которая оптически сопряжена с проверяемой поверхностью детали 8. Качество этой поверхности проверяется по виду наблюдаемой в плоскости регистрации интерференционной картины. Оценка и обработка картины выполняется так же, как и при контроле плоских и сферических поверхностей.
На рис. 3.63, б, в все детали, выполняющие одни и те же функции, обозначены одинаковыми позициями.
На основе рассмотренных схем разработаны два типа специализированных голографических асферометров — АГ2 и АГ4. Первый из них является переносным и предназначен для контроля вогнутых деталей диаметром до 6000 мм, второй выполнен стационарным. На нем можно контролировать поверхности диаметром до 500 мм. На обоих приборах можно проверять поверхности с асферичностью до 2000 мкм, градиентом асферичности 100 мк/мм и максимальным углом охвата 120°. Погрешность контроля 0,03 мкм.
На этапе контроля деталь с асферической поверхностью устанавливается в правильное положение с помощью соответствующего штихмасса или другого пригодного для этой цели инструмента 17. На этом этапе голограмма действует как компенсатор. Из сфокусированных ею пучков выделяется тот, который после отражения от поверхности 8, если бы она была идеальной, преобразуется в строго гомоцентрический. Отразившись от проверяемой детали, рабочий пучок идет в обратном направлении, на светоделительной пластине накладывается на опорный и интерферирует с ним.
Образовавшаяся интерференционная картина с помощью объектива 10 проецируется на экран. Диафрагма 9 служит для выделения только тех пучков, которые несут полезную информацию.
На рис. 3.62 показана схема, в которой синтезированная голограмма 7 (см. рис. 3.63, а) работает в проходящем свете, а в качестве образцовой поверхности, применяемой на этапе записи голограммы 10, предполагается использовать параболу 5.
На рис. 3.63, в представлена схема для контроля деталей в проходящем свете. Элементы, выполняющие одинаковые функции, на рис. 3.61-3.63 обозначены одинаковыми позициями.
199
Схемы, приведенные на рис. 3.61-3.63, малопригодны для контроля поверхностей с большой крутизной. В этом случае применяемая в них синтезированная голограмма должна иметь большое число и большую частоту колец. Изготовление такой голограммы связано со значительными трудностями.
В связи с этим целесообразно применять схемы, в которых синтезированная голограмма работает вместе с линзовым компенсатором (рис. 3.64). В ее основе лежит схема интерферометра Твай-мана. Однолинзовый компенсатор 1 не полностью компенсирует аберрации нормалей идеальной проверяемой поверхности 2. Остаточные аберрации компенсируются с помощью синтезированной голограммы 3.
