Устройство для контроля волновыхфронтов

Устройство для контроля волновыхфронтов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,„-;-g: ф, 1= @

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Севетсиии

Социалистмческни

Республик (1 1) 798481 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено30.11.78 (2l ) 2686252/18-25 с присоедииеикеаз заявки М— (23) П риоритет

Опубликовано 23.01.81. Бюллетень М. З (5l)M. Кл.

G 0l В 11/02

3Ьвударотненный комитет ссер

II0 делам изобретений и открытий (53) УДК772. .99{088.8) Дата опубликования описания 30.01.81 (72) Авторы изобретеиия

А. Г. Жиглинский и Н. П. Милованов

Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени государственный университет им. А. А. Жданова. (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВОЛНОВЫХ ФРОНТОВ

Изобретение относится к измеритель- ной технике и может найти применение в голографической интерферометрии в реальном времени, и частности для кон,.троля качества оптических деталей в процессе их производства.

Известно устройство для контроля волновых фронтов, содержащее голограму ° эталонной волны сравнения, записанную

30 и восстанавливаемую по внеосевой схеме, Голограмма, расположенная, как и исследуемая оптическая деталь, на оптической оси устройства, создает волну сравнения, распространяющуюся по одной тЗ оси с исследуемой волной, сформированной оптической деталью. Возникающая на экране при наложении этих волн интерференционная картина позволяет проводить контроль качества оптической детали и локализацию дефектов на ее поверхности 111.

Однако, устройство обладает недоста:,точной виброусгойчивостью, которая обусловлена высокой чувствительностью к механическим нестабильностям. Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности является устройство, содержащее когерентный ис-. точник света, оправу для исследуемой оптической детали, голограмму в качесгве компенсационного элемента.

Голограмма переносит дефекты исследуемой оптической поверхности на две сферических волны, распространяющихся вдоль общей оси и сжатых друг относи. тельно друга, в радиальном направлении.

При наложении этих волн в плоскости экрана возникает сдвиговая интерференционная картина, .являющаяся результатом сравнения участков фронта волны, сформированной исследуемой оптической . деталью с участками этого же волнового фронта, но расположенными ближе к оптической оси. Данное устройство позволяет уменыпить чувствительность к сдвигам элементов схемы, возникающим

3 79 при механической нестабильности (ви — брации) P .

Недостатком устройства является то, что повышение виброустойчивости: сопровождается уменьшением чувствительности к измеряемой величине.

Цель изобретения — повышение виброустойчивости устройства при сохранении интерферометрической точности и чувствительности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве введены светоповоротные элементы, два полупрозрачные.зеркала, светочувствительный элемент, электрооптический затвор и видикон, причем голограмма выполнена по внеосевой схеме, светоповоротные элементы выполнены в виде безлинзовых .фурьеголограмм, а полупрозрачные зеркала расположены между исследуемым оптическим элементом, голограммой и светочувствительным элементом.

На чертеже представлено устройство для контроля волновых фронтов.

Устройство содержит помещенный за когерентным источником света 1 на оптической оси устройства коллиматор

2, оправу 3 для исследуемой оптической детали 4, связывающую полупрозрачные зеркала 5 и 6 и расположенную между ними голограмму 7 в единый блок, безлинзовую фурье-голограмму 8, помещенную между оправой и коллиматором, светочувствительный элемент 9, электрооптический затвор 10, связанные электрически с пороговым устройством 11, и видикон 12, передающий изображение на телевизионный приемник 13, безлинзовые фурье-голограммы 14 и 15 помешены в отдельные оправы.

Устройство работает следующим образом.

Коллиматор 2 преобразует излучение когерентного источника 1 в плоскую волну, расщепляемую безлинзовой фурье-голограммой 8 на две когеренжых составляющих, одна из которых заполняет апертуру исследуемой оптической детали 3, формирующей исследуемую волну, а другая с помощью безлинзовых фурье- голо-. грамм 14, 15 и полупрозрачных зеркал

5, 6 заводится на голограмму в качес.— тве восстанавливающей волны и формирует эталонную волну. Распространяющиеся вдоль оптической оси исследуемая и эталонная волны образуют интерференционную картину, в центральное пятно которой помещен светочувствительный ,.элемент 9, открывающий электрооптичес8481 4 кий затвор 10 только г моменты превышения яркостью центрального пятна интерференционной картины уровня, задаваемого пороговым устройством 11.

Прошедшая через электрооптический затвор интерференционная картина передается .видиконом 12 экран телевизионного приемника 13.

В предлагаЬмом устройстве увеличение виброустойчивости при сохранении интерферометрической точности контроля достигается за счет помещения исследуемой оптической детали и голограммы (источника волны сравнения) в одной оправе, позволяющей максимально сократить расстояние между ними и жестко закрепить их друг относительно друга. Свойство безлинзовых фурье-голограмм сохранять угол между восстанавливающим и восстановленным волновыми фронтами позволяет сохранить угол между подводимым к голограмме восстанавливающим пучком и пучком, освещающим объект. Стабилизация устройства при этом д сводится к стабилизации друг относительно друга элементов, закрепленных в оправе линзы.

Помещенное в оправе между линзой и голограммой полупрозрачное зеро капо решает проблему заведения восстанавливающего пучка к голограмме. Так как одно это .зеркало нарушает привязку по углу восстанавливающего и освещающего линзу пучков, а пара жестко закрепленных зеркал сохраняет угол между входящим и выходящим из нее лучами, по другую сторону от голограммы помещается второе полупрозрачное зеркало вьшблненное в виде ориентированных в фотоэмульсии плоскостей постоянного почернения играюшихроль светоповорот.ных элементов, что позволяет осуществить компактное закрепление: зеркала. в оправе. Для устранения обращения интерференционной картины, возникающего из-за неравенства оптических длин путей пучка, идущего через линзу, и пучка, восстайавливающего голограмму, используется светочувствительный эле$0 мент и управляемый им электрооптический затвор, пропускающий свет н% мишень видикона только в моменты превышения яркостью интерференционной картины уровня, задаваемого пороговым

И устройством.

Формула изобретения

Устройство для контроля волновых фронтов, содержащее когерентный источ5 798481 6 ник света, оправу для исследуемой опти- фурье-ronorpavv» а полупрозрачные зе— кала расположены между исследуемым е зеркомпенсационного элемента о т л оптическим элементом, голограммой и ч а ю щ е е с я тем что с целью ц лью по- светочувствительным элементом. вышения виброустойчивости устройства

5 при сохранении интерферометрической И сточники информации, точности и чувствительности контрсля, принятые во внимание при экспертизе введены светоповоротные элементы, два 1. Авторское свидетельство СССР полупрозрачных зеркала, светочувствитель-,% 277269, кл. Cj 01 В 11/02, 1970. ный элемент, электрооптический затвор 1а 2. Лукин A. В. и др. Получение интери видикон, причем голограмма выпол-;ферограмм радиального сдвига методом иена по внеосевой схеме,- светоповоротные голографии. — "Оптика и спектроскопия, элементы выполнены в виде безлинзовых- 1975, 28,2 с. 350 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 10004/47 Тираж 653 Подписное

Финал ППП "Патент., г. Ужгород, ул. Проектная, 4