Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Г\
I_____
W
Фиг. 122. Стеклянный угольник.
162 на фигуре комбинациях. Если при всех комбинациях интерференционные полосы отсутствуют, то все три угла прямые. Если же углы А, В, С несколько отличаются от 90° и равны A = 90°—х; B = 90р—у; С=90°—zj то по интерференционным полосам можно- определить углы а, 0 и Y клиновидных воздушных слоев и затем вычислить х, у и Z из трех уравнений: х+у=а; x+z=?; y+z=y.
сС = я+у P=X+ Z T=y+z
Фиг. 123. Способ поверки трех прямых углов.
Подобные же призмы применяются для поверки углов эталонных призм 45°, 60?, 3CF и некоторых других.
Интерференционный метод дает возможность заметить ошибки углов, не превышающие нескольких десятых долей секунды дуги.
§ 17. Интерферометры для испытания телескопических систем
1. Если пучок параллельных лучей, поступающих в оптическую систему, выходит из нее также в виде параллельного пучка, то такая оптическая система носит название телескопической. В волновой интерпретации это означает, что падающая плоская волна выходит из телескопической системы также в виде плоской волны. В действительности выходящая волна всегда несколько деформирована. Эти отклонения от идеальной плоской формы называются волновыми аберрациями и характеризуют качество системы. Одной из важных характеристик телескопической системы является её увеличение — Г.
К телескопическим системам относятся прежде всего оптические детали с плоскими поверхностями — пластинки и призмы. В ряде случаев качество этих деталей бывает весьма высоким, а волновые аберрации соответственно малыми. Таковы, например, пластинки для интерферометров, пластинки и стеклянные клинья для геодезических приборов, призмы для спектрометров и др. Ответственные призмы имеются в разнообразных перископических и панорамиче-ских приборах. Для поворота изображения также, как правило, применяются призменные «оборачивающие системы» (пример: приз-менный бинокль). Увеличение пластинок и призм за исключением некоторых особых типов спектральных призм, равно единице: Г = 1.
К телескопическим же системам относятся и зрительные трубы. Волновые аберрации зрительных труб для центра поля зрения бывают очень малы и редко превышают величину —.
Идея применения интерференции для испытания волновых аберраций телескопических систем заключается в том, что на выходящую
11*
163 из системы деформированную волну накладывается плоская волна. В результате вид интерференционной картины получается такой же, как и при наложении плоского пробного стекла на не вполне совершенную плоскость. Эта интерференционная картина чрезвычайно наглядно изображает состояние системы. Из наблюдений легко устанавливаются вид, положение и величина дефекта волны. При испытании призм и пластинок легко получить указания о необходимых исправлениях деталей путем местной ретуши. Однородность стекла может быть испытана не только у деталей с полированными поверхностями, но и в промежуточных операциях, у деталей с ма-
товыми, шлифованными, поверхностями, что способствует сокращению расходов по производству.
2. Интерферометр для испытания призм, пластинок и зрительных труб (см. схему.фиг. 124) может быть построен по схеме Майкель-сона (см. фиг. 104). Части обоих интерферометров, обозначенные буквами L, O1, O2, М, Si и S2, имеют одинаковое назначение. Для освещения применяется ртутная лампа. Между лампой и диафраг-
O
мой L ставится светофильтр для выделения зеленой линии X = 5461 А. Глаз наблюдателя расположен за диафрагмой F.
Объекты испытания вводятся в одну из ветвей интерферометра. Ввиду разнообразия этих объектов (различная толщина вводимых слоев стекла) возможность применения белого света здесь практически исключена и поэтому компенсатор К отсутствует. Отсутствуют также детали O3 и O4 схемы фиг. 104, применяющиеся в интерферометре Майкельсона для получения колец равного наклона.
164 Для грубого уравнивания длин двух ветвей зеркало Si может продольно перемещаться вдоль пучка лучей. Зеркало S2 переставляется и может занимать разнообразные положения в зависимости от типа испытуемой детали. Оба зеркала Si и S2 и пластинка M имеют микрометрические движения для небольших наклонов.
Регулировка прибора перед работой состоит в установке зеркал Si и S2 перпендикулярно к осям труб (O2, F и O1, L) и в установке разделяющей пластинки M таким образом, чтобы выходные зрачки L1 и L2 совпали друг с другом. Зеркала Si и S2 устанавливаются на равных расстояниях от М. Эта регулировка подробно описана выше (стр. 140—141).
Оптическая система интерферометра должна быть высокого качества. Зеркала Si и S2 должны быть плоские; пластинка M должна быть плоская и изготовлена из однородного стекла. При испытании интерферометра наблюдают получающиеся в нем полосы равной толщины, которые должны быть прямыми и равноотстоящими как на фиг. 119, случаи Б я В. Искривление полос является причиной систематических ошибок, которые, однако, могут быть исключены путем введения поправок в результаты наблюдений.
3. На фиг. 124 представлен случай испытания круглой пластинки Р, диаметр которой несколько меньше диаметра зеркала S2. Если пластинка P клиновидная, то после её установки необходимо слегка наклонить зеркало S2 и вновь совместить выходные зрачки. При большой клиновидности полосы будут видны только внутри контура пластинки. При малой клиновидности полосы получаются как на пластинке, так и на свободных краях зеркала о2, как показано на фиг. 119,5'. В общем случае ширина и ориентировка этих двух систем полос различны. По наблюдению полос можно определить величину угла отклонения лучей и положение ребра клина. Если пластинка P строго плоскопараллельная, то полосы обеих систем всегда имеют одинаковое направление и ширину. Если же полосы искривлены (фиг. 119, случаи 3, И и др.), или если получаются кольца (фиг. 119, случаи Г„ E и др.), то пластинка имеет остаточную «фокуеность», т. е. прошедшая сквозь пластинку плоская волна становится слегка сферической. Во многих случаях этот дефект допустим и не может служить причиной для забракования детали. Более опасны для качества изображения те дефекты, которые приводят к астигматизму (фиг. 119, случаи Н, О, П, Т) или вообще к несферической форме прошедшей волны (фиг. 119, случаи Mj Pj С).
