Гелографическое устройство для измерения геометрических параметров зеркальных оптических элементов

Гелографическое устройство для измерения геометрических параметров зеркальных оптических элементов

Реферат

 

Изобретение относится к голографии. Целью изобретения является расширение диапазона диаметров измеряемых зеркал при измерении их радиусов кривизны и местных отклонений от заданной сферы. Цель реализуется за счет линзового растра в качестве рассеивателя, устанавливаемого перед контролируемой поверхностью. Необходимые для получения широкого поля зрения (при больших контролируемых диаметрах) сильная расходимость прошедшего через рассеиватель света и для получения контрастных интерференционных полос крупнозернистая структура рассеивателя в случае линзового растра обеспечиваются одновременно независимым выбором соответственно оптической силы и размеров линз, составляющих растр. 1 ил.

Изобретение относится к элементам оптических устройств, а именно к рассеивателям, являющимся элементами голографических устройств для измерения таких геометрических параметров зеркал, как их радиусы кривизны или отступления от сферичности. Целью изобретения является расширение диапазона диаметров измеряемых зеркальных оптических элементов без снижения точности измерений. На чертеже схематически изображено голографическое устройство для измерения геометрических параметров зеркальных оптических элементов. Устройство состоит из источника 1 когерентного излучения, связанного через светоделитель 2 с системой 3 формирования опорного пучка и системой формирования предметного пучка, включающей блок 4 освещения и сигнальный канал, состоящий из отражателя 5, линзового растра 6 и регистратора 7. Отражатель 5 связан с механизмом 8 сдвига. Линзовый растр 6 установлен перед отражателем 5 на расстоянии, меньшем фокусного расстояния отражателя. Линзовый растр 6 представляет собой систему регулярно расположенных на плоскости одинаковых линз 9, характеризуемых световым диаметром D, фокусным рассстоянием F и периодом расположения линз а. Причем фокусные расстояния и период структуры задаются независимо при изготовлении растра. Устройство работает следующим образом. Поток излучения от источника 1 через светоделитель 2, блок 4 освещения и линзовый растр 6 подают на отражатель 5, на место которого в процессе измерения устанавливают контролируемый зеркальный оптический элемент. Отраженный поток через линзовый растр 6 поступает на регистратор 7 одновременно с опорным пучком, поступающим через систему 3 формирования опорного пучка. После получения на регистраторе 7 голограммы исследуемый зеркальный оптический элемент сдвигают при помощи механизма 8 перпендикулярно оптической оси на расстояние, меньшее половины диаметра этого элемента. По интерференционной картине, наблюдаемой на этапе восстановления голограммы, судят о геометрических параметрах зеркального оптического элемента. Работа линзового растра в этом устройстве заключается в том, что каждый пучок лучей, падающих на отдельную линзу 9, преобразуется в расходящийся от этой линзы голоцентрический пучок, угловая расходимость которого определяется величиной D/F, в то время, как расстояние между центрами отдельных пучков задается величиной a. Параметр D/F, таким образом, эквивалентен угловому раскрытию индикатрисы рассеяния матового стекла, а параметр а - радиусу корреляции матового стекла, причем эти параметры растра независимы. Часть лучей. отраженных контролируемой поверхностью и в отсутствие растра 6 проходящих мимо регистратора 7, при наличии растра попадают на регистратор и образуют голограмму всей контролируемой поверхности. Использование линзового растра в качестве рассеивателя вместо матового стекла позволяет расширить диапазон диаметров измеряемых зеркальных оптических элементов по следующим причинам. При использовании матовых стекол этот диапазон вынужденно ограничен в силу того, что для получения высокой точности измерений требуется высокий контраст интерферограммы, а для этого надо увеличить радиус корреляции структуры рассеивателя. Однако при этом сужается индикатриса рассеивания, обратно пропорциональная радиусу корреляции, и при больших диаметрах зеркал лучи от их периферийных зон на голограмму не попадают. Иначе в случае линзового растра. Точность измерений обеспечивают выбором параметра а, при котором контраст интерференционных полос велик и независимо от этого существует возможность обеспечить контроль большого диаметра А исследуемого элемента выбором параметра F из соотношения D/F > A/Z, где Z - расстояние от регистратора излучения до рассеивателя. Таким образом достигается расширение области диаметров измеряемых зеркальных оптических элементов без снижения точности измерений. Принцип действия предлагаемого устройства был проверен в лабораторных условиях. В схеме известного голографического интерферометра исследовалось вогнутое зеркало с диаметром 290 мм и радиусом кривизны 5 м. Перед зеркалом в плоскости рассеивателя были установлены рядом матовое стекло и линзовый растр, перекрывавшие каждый свою половину зеркала. Линзовый растр без неактивных зон имеет квадратную упаковку линз диаметром D = = 1,8 мм с фокусными расстояниями F = 2,4 мм. Голограмма регистрировалась на фотопластинке "Микрат 15 ВР-Л" с расстояния 600 мм от зеркала. В эксперименте было отмечено, что линзовый растр обеспечивает более чем в 3 раза высший контраст полос интерферограммы, чем матовое стекло, что подтверждает сделанный ранее вывод о возможности контроля зеркал большего диаметра при переходе от матового стекла к линзовому растру. (56) Духопел И. И. , Федина Л. Г. Голографический интерферометр для контроля деформаций линз. Оптико-механическая пром-сть, 1980, N 1, 17-20. Авторское свидетельство СССР N 593070, кл. G 01 В 11/24.

Формула изобретения

ГЕЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗЕРКАЛЬНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ , содеpжащее источник когеpентного излучения, светоделитель, опоpный канал и пpедметный канал, включающий отpажатель с возможностью сдвига и pассеиватель, и pегистpатоp, пpи этом оптические оси пpедметного и опоpного каналов пеpесекаются в плоскости pегистpатоpа, отличающееся тем, что, с целью pасшиpения диапазона диаметpов измеpяемых зеpкальных оптических элементов, pассеиватель выполнен в виде линзового pастpа, пpи этом угловая pасходимость линз D/F удовлетвоpяет соотношению D / F > A / Z, где D - световой диаметр линзы; F - фокусное расстояние линзы; A - диаметр исследуемого элемента; Z - расстояние от регистратора до рассеивателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1