RU1816313C - Интерферометр фазового сдвига - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  формы поверхности оптических элементов и качества оптических систем. Цель изобретени  - повышение точности контрол  и упрощение конструкции интерферометра . Пучок монохроматического излучени  расшир ют и направл ют на светоделитель, где он делитс  на два пучка, один из которых - измерительный поступаИзобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  формы поверхности оптических элементов и качества оптических систем. Цель изобретени  - повышение точности контрол  и упрощение конструкции интерферометра . На чертеже приведена функциональна  схема интерферометра фазового сдвига. ет на контролируемый объект, а второй - опорный направл ют на эталонное зеркало. Отразившиес  от контролируемого объекта и эталонного зеркала пучки совмещаютс  светоделителем и образуют интерференционную картину на поверхности матричного фотоприемника, сигнал с которого обрабатываетс  ЭВМ. Дл  изменени  оптической разности хода между опорным и измерительным пучками излучени  в ходе одного из них установлена кювета с газом. Дл  осуществлени  изменени  фазы пучка по заданному закону, например дискретно, регулируют давление в кювете известными способами: либо путем использовани  специальной конструкции собственно кюветы, либо с помощью дополнительного устройства дл  регулировани  давлени  при контроле изменени  давлени  соответствующим прибором. Использование кюветы с газом дл  точного изменени  фазы одного из пучков интерферометра позвол ет повысить точность контрол  и упростить конструкцию интерферометра за счет исключени  механических перемещений узлов интерферометра и устранени  погрешностей, обусловленных в прототипе нелинейностью и нестабильностью свойств пьезопривода. 1 ил. Интерферометр содержит монохроматический источник 1 излучени  (лазер), установленные по ходу излучени  расширитель 2 пучка излучени  и светоделитель 3, формирующий опорный и измерительный пучки излучени . В ходе опорного пучка излучени  установлено эталонное зеркало 4. В ходе измерительного пучка излучени  установлен контролируемый объект 5. Наполненна  СО с оо сь w 00 00

Description

газом кювета 6 с окнами может быть установлена в ходе либо опорного, либо измерительного пучка излучени . Кювета б снабжена узлом 7 изменени  давлени  газа (в простейшем случае - баллоном с редуктором ) и прибором 8 дл  контрол  давлени  газа. В ходе совмещенных опорного и измерительного пучков излучени  установлены объектив 9 и матричное фотоприемное устройство 10, подключенное к входу системы обработки информации ЭВМ 11. При контроле неплоских поверхностей в измеритель- ный пучок излучени  вводитс  формирователь 12 предметного пучка.

Интерферометр работает следующим образом.

Пучок излучени  от источника 1 расшир ют телескопической системой 2 и направл ют на светоделитель 3, где он делитс  на два пучка, один из которых - измерительный поступает на контролируемый объект 5, а второй - опорный направл ют на эталонное зеркало 4. По Пути к эталонному зеркалу 4 пучок проходи кювету 6, наполненную газом. Отразившиес  от контролируемого объекта 5 и эталонного зеркала 4 пучки совмещаютс  светоделителем 3 и с помощью объектива 9 образуют интерференционную картину на поверхности матричного фотоприемного устройства 10, сигнал с которого обрабатываетс  ЭВМ 11..

Регулирование давлени  в кювете может производитьс  известным способами: либо путем использовани  специальной конструкции собственно кюветы, либо с помощью дополнительного устройства дл  регулировани  давлени .

Дл  осуществлени  изменени  фазы в опорном канале по заданному закону, например дискретно на А/2, давление в кювете измен ют на величину, определенную из уравнени 

2.7822 х Т п-1

х л,

где Р - величина изменени  давлени , мм рт.ст,- п - величина изменени  коэффициента преломлени ; п - коэффициент преломлени  в нормальных услови х (Р 760 мм рт.ст., Т 273К), Т - температура среды, К.

Дл  кюветы с геометрическим рассто нием между выходной гранью светоделител  и отражающей поверхностью зеркала L при Т 293К изменение давлени  определ етс  величиной

Р.

2.7822 х 293

.

203 х 7962

п-1

Ј

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где Л-длина волны источника света.

Сигнал с фотоприемника обрабатываетс  известными способами. Дл  случа  четырех равных шагов фаза волны в данной точке определ етс  по формуле

. Ф(х,у) аг«д .

где А, В, С, D - интенсивности излучени  в точке с координатами (х.у) при изменении фазы пучка опорного плеча на 0; лг/2, , 3/2  .

Claims (1)

1. Использование кюветы с газом дл  осуществлени  точного изменени  фазы пучка в одной из ветвей интерферометра позвол ет повысить точность контрол  качества поверхности оптического элемента по сравнению с прототипом за счет исключени  механических перемещений узлов интерферометра , которые присутствуют при использовании пьезопривода дл  перемещени  подвижного зеркала, и за счет устранени  погрешностей, обусловленных нелинейностью свойств пьезопривода и присущих пьезокерамике анизотропии и временной нестабильности характериртик. Формула изобретени  Интерферометр фазового сдвига дл  контрол  формы поверхности оптических элементов и качества оптических систем, содержащий последовательно установленные источник монохроматического излучени , расширитель пучка излучени  и светоделитель , предназначенный дл  формировани  опорного и измерительного пучков излучени , эталонный отражатель, установленный в ходе опорного пучка излучени , матричный фотоприемник с системой обработки информации, установленный в ходе совмещенных пучков излучени , и средство дл  изменени  оптической разности хода между опорным и измерительным пучками излучени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол  и упрощени  конструкции интерферометра, средство дл  изменени  оптической разности хода между опорным и измерительным пучками излучени  выполнено в виде кюветы с газом, установленной после светоделител  в одном из пучков излучени  с возможностью изменени  давлени  газа в кювете по ступенчатому закону.