Способ контроля децентрировки оптических поверхностей и устройство для его осуществления

Способ контроля децентрировки оптических поверхностей и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. Ы 1643973 А1 (51)5 G01 M 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ i,„..l„ @

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Контролируемая лодерхиосеь ./1

r — 1т (21) 4684612/10 (22) 03.05.89 (46) 23.04.91. Бюл. М 15 (71) Научно-исследовательский институт радиоэлектроники и лазерной техники и МГТУ им. Н.Э.Баумана (72) С.И.Кисляков, А.Н.Метелкин, С.А.Носов, А,В.Якимов и В,Б.Янковский (53) 535.818 (088.8) (56) Петров В.П. Контроль качества и испытание оптических приборов, — Л,: Машиностроение, 1985. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕЦЕНТРИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля децентрировки сферических и асферических поверхностей оптических деталей в процессе технологических операций их центрирования или при контроле децентрировки готовых оптических деталей. Цель изобретения — повышение точности измере- . ния децентрировки оптических поверхностей. Для этого зондируют контролируемую поверхность излучением, структура которого представляет собой частотный спектр периодического тест-объекта 3, и анализируют отраженное излучение после восстановления изображения тест-объекта Фурье-объективом 5 фаэовым анализатором смещения изображения 6. Способ и устройство могут быть также использованы для контроля формы оптических поверхностей, 1 ил.

1643973

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля децентрировки сферических и асферических поверхностей оптических деталей в процессе технологических операций их центрования или при контроледецентрировки готовых оптических деталей, Целью изобретения является повышение точности измерения децентрировки оптических поверхностей.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ.

Устройство состоит из осветителя 1, апертурной диафрагмы 2, тест-объекта 3 с косинусоидальным амплитудным коэффициентом пропускания, светоделителя 4, оптической системы и фазового оптикоэлектронного преобразователя 6, Осветитель 1, состоящий, например, из лазера, работающего в одномодовом, одночастотном режиме. и телескопического расширителя, формирует плоскую монохроматическую волну, которой освещает апертурную диафрагму 2 с установленным в ее плоскости тест-объектом 3 с амплитудным коэффициентом пропускания, изменяющимся по косинусоидальному закону, На тест-объекте плоская волна диафрагирует, проходит через светоделитель 4 и попадает в оптическую систему 5.

Оптическая система, работающая как

Фурье объектив. формирует в своей задней фокальной плоскости распределение вол ы, соответствующее пространственно-частотному спектру тест-объекта. С этой плоскостью совмещена контролируемая оптическая поверхность. Так как тест-объект имеет косинусоидальный амплитудный коэффициент пропускания, та его спектр является дискретным и контролируемая поверхность подсвечивается излучением в дискретных точках. При отражении излучения от контролируемой поверхности каждая из дискретных частотных составляющих тест-объекта приобретает фазовый сдвиг, который определяется как конструктивными параметрами контролируемой оптической поверхности, так и величиной ее децентрировки. Отраженное излучение вновь проходит через объектив, который па частотному спектру восстанавливает изображение тест-объекта.

Вышедшее из оптической системы излучение отражается от светоделителя 4 и формирует изображение тест-объекта в плоскости анализа фазового оптико-электронн о го и реоб разо вателя 6. Если контролируемая поверхность центрирована, та ее оптическая ось совмещена с базо5

50 вой осью и при вращении поверхности относительно базовой оси изображение тестобъекта в плоскости анализа остается неподвижным.

При наличии децентрировки контролируемой поверхности изображение тест-объекта смещается в плоскости анализа. и при вращении контролируемой поверхности перемещается по траектории, близкой к окружности. Радиус этой окружности определяется конструктивными параметрами и децентрировкой контролируемой поверхности и измеряется с помощью фазового оптико-электронного преобразователя с пространственной частотой анализа, равной пространственной частоте тест-объекта. При этом в фазовом преобразователе перемещение изображения тестобъекта кодируется в фазе электрического сигнала, по которому и определяют диаметр траектории перемещения изображения, а затем вычисляют величину децентрировки контролируемой поверхности, учитывая ее конструктивные параметры.

Точность измерения увеличивается за счет применения в качестве анализатора смещения фазового оптико-электронного преобразователя.

Формула изобретения

1. Способ контроля децентрировки оптических поверхностей, заключающийся в том, что на вращающейся относительно базовой оси контролируемой оптической поверхности формируют тестовое излучение, а после отражения излучения ат контролируемой поверхности анализируют пространственное распределение отраженного потока излучения, преобразуют его в электрический сигнал и па нему судят о наличии и величине децентрировки контролируемой поверхности относительно базовой оси, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, тестовое излучение формируют в виде пространственно-частотнога спектра периодического тест-объекта, после отражения излучения от контролируемой поверхности осуществляют над ним преобразование Фурье, восстанавливая изображение тест-объекта, пространственное распределение потока излучения в изображении преобразуют в электрический сигнал, а о величине децентрировки судят гю изменению фазы сигнала за один оборот контролируемой поверхности, 2. Устройство для контроля децентрировки оптических поверхностей, содержащее осветитель, тест-объект, апертурную диафрагму, светаделитель, оптическую систему и фотоэлектрический анализатор смещения иэображения, о т л и ч а ю щ е е с я

1643973

Составитель А.Тулубенский

Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор А.Шандор

Заказ 1234 Тираж 360 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент"„г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 с тем, что осветитель выполнен в виде.источника плоской монохроматической волны, тест-объект выполнен с косинусоидальным амплитудным коэффициентом пропускания, а фотоэлектрический анализатор GMeщения изображения выполнен в виде фазового оптико-электронного преобразователя с пространственной частотой анализа, равной пространственной частоте тест-объек5 та..