Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
3. В микроинтерферометрах так называе- TPrI"
мого «упрощенного» типа интерферометри- X
ческое устройство помещено между объек-тивом микроскопа и предметом (фиг. 150). Это возможно осуществить только при объ-
?
Фиг. 149. Схема образования полос в микроинтерферометре и интерференционная картина (А) при грубо обработанной поверхности.
ws//w,-
Фиг. 150. Схема упрощенного микроинтерферометра.
ективах слабого увеличения 6—8 х с апертурой ~0,20. Общее увеличение микроскопа, состоящего из объектива 2 и окуляра 1, равно 100—120х.Интерференционная схема воспроизводит интерферометр Майкельсона и состоит из следующих частей: 7 — маловольтная лампочка накаливания, 6 — апертурная диафрагма, 4 — разделяющий кубик, склеенный из двух призмочек (гипотенузная грань одной из этих призмочек полупосеребрена), 5 — плоское стеклянное зеркало с наружным покрытием (алюминирование, хромирование), 8— исследуемая поверхность.
Для исправного действия прибора требуется, чтобы, начиная от точки раздела в плоскости склейки кубика, толщины стекол в обеих ветвях были одинаковы. Это достигается путем сдвига призм кубика друг по другу вдоль гипотенузной грани во время процесса склейки. Наружные грани кубика должны быть просветлены. Желательно, чтобы микрообъектив 2 был корригирован с учетом толщины стекла,
203. находящегося перед объективом. Однако ввиду небольших апертур допустимо применение и обычных объективов.
Для изменения ширины и ориентировки полос можно наклонять зеркало 5, кубик 4 или, наконец, испытуемую поверхность 8. Эти движения должны быть организованы так, чтобы первоначальная фокусировка микроскопа на плоскость зеркала 5 по возможности не расстраивалась. Для этого, например, требуется, чтобы оси качания зеркала 5 лежали в плоскости самого зеркала и т. п.
Микроинтерферометр упрощенного типа изготовляется в виде насадки к микроскопу.
4. Принципиальная схема интерферометра сильного увеличения представлена на фиг. 151,А и Б. Интерферометрический узел состоит из разделяющей пластинки М, двух зеркал Si и S2 и двух одинаковых микрообъективов Oj и O2. Зеркало S2 вмонтировано в прибор, а зеркалом S1 является поверхность испытуемой детали. При таком устройстве ветви интерферометра получаются совершенно подобными друг другу и схема приводится к случаю IV, фиг. 50, допускающему весьма большую апертуру освещающего пучка. Удаление вспомогательного объектива O2 привело бы схему к случаю VII, фиг. 50, при котором большие апертуры недопустимы.
Для освещения прибора применяется монохроматический свет от ртутной или таллиевой лампы или белый свет от лампы накаливания. Конденсор к проектирует светящееся тело лампы на входную, ирисовую диафрагму L. На фиг. 151 для определенности принято, что диафрагма L установлена в общем переднем фокусе объективов O1 и O2.
Тубус микроскопа представляет собой телескопическую систему (зрительную трубу), состоящую из объектива O3 и окуляра O4. Интерференционное поле расположено в фокальной плоскости этой трубы и ограничено полевой диафрагмой В. Такое устройство тубуса встречается также у металлографических и минералогических микроскопов. В таких микроскопах объекты наблюдения (S1, S2) должны помещаться в главных фокусах объективов O1 и O2.
На фиг. 151,А показан путь луча, проходящего через центр апер-турной диафрагмы (входного зрачка) L под углом к оси. Если зеркала S1 и S2 перпендикулярны к лучам, то после соединения лучей получается только одно промежуточное изображение зрачка Lf и один выходной зрачок L". Следовательно, при такой настройке прибора полос не возникает.
На фиг. 151,Б показан путь луча, проходящего через край апер-турной диафрагмы к центру поля зрения Р. ? обратном ходе лучей промежуточные изображения поля В получаются на плоскостях зеркал Si и S2. По отношению к диафрагме L точки P1 и P2 находятся в бесконечности. Конденсор К. дает изображения полей Br1 и Br2 в своей главной фокальной плоскости; эти изображения совпадают друг с другом.
5. Существует два способа получения полос в микроинтерферометре. Первый из них состоит в наклонах зеркала S^ (или S1) и представлен на фиг. 152, А В результате наклона полу-
204. 205. чается два промежуточных зрачка L1 и V2 и два выходных зрачка L\ и L2. Как видно из фигуры, полосы локализованы в плоскости В и на сопряженных с ней зеркалах S1 и S2. Требуемые наклоны зеркала S2 довольно велики. Пусть в поле В желают иметь полосы шириной е' = 0,2 мм, что при увеличении окуляра 15х даст видимую ширину полос 0,2X15 = 3 мм. Угол w' по
формуле (46) равен w'= = = 0,0028= 10'. Если объек-
тивы O1 и O2 имеют увеличение v = 40X, то угол w равен W = = Vw' = 40®' = 0,11 =6,4°. Угол же наклона зеркала Si равен <р =
По сравнению со схемой фиг. 151,5 эффект наклона зеркала S2 в пространстве предметов состоит в том, что (в обратном ходе лучей) поле В после конденсора К. дает два изображения Br1 и В'%, наклоненные друг к другу. Это значит, что по мере удаления от линии пересечения плоскостей Br1 и Br2 апертура освещающего пучка должна быть уменьшаема. Если ирисовая диафрагма L полностью открыта, то даже в монохроматическом свете при значительных апертурах объективов полосы будут видны не во всем поле зрения микроскопа, а лишь в средней его части (на фиг. 152 по обе стороны диаметра, перпендикулярного к плоскости чертежа).
