RU2036485C1 - Способ изготовления вогнутых подложек дифракционных решеток - Google Patents

Способ изготовления вогнутых подложек дифракционных решеток Download PDF

Info

Publication number
RU2036485C1
RU2036485C1 SU4900036A RU2036485C1 RU 2036485 C1 RU2036485 C1 RU 2036485C1 SU 4900036 A SU4900036 A SU 4900036A RU 2036485 C1 RU2036485 C1 RU 2036485C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
substrate
curvature
radius
test glass
manufacture
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
С.А. Стрежнев
Т.С. Саамова
Original Assignee
Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" filed Critical Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики"
Priority to SU4900036 priority Critical patent/RU2036485C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2036485C1 publication Critical patent/RU2036485C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

Использование: в оптике, в частности в производстве вогнутых поверхностей оптических деталей. Сущность изобретения: способ предусматривает шлифование и полирование подложки, измерение радиуса кривизны автоколлимационным методом и определение отклонения точности изготовления подложки по пробному стеклу. Затем ведут окончательное изготовление подложки с учетом коррекции, расчитываемой по формуле: Δ=Δpпроб.стекла , где Δp - отклонение точности изготовления по пробному стеклу в долях интерференционной полосы; Δпроб.стекла - отклонение точности изготовления подложки от пробного стекла.

Description

Изобретение относится к технологии изготовления оптических деталей и может быть использовано при изготовлении вогнутых поверхностей оптических деталей, в частности вогнутых подложек дифракционных решеток с заданными радиусами кривизны.
Известен способ изготовления оптических деталей с плоскими поверхностями, включающий шлифование и полирование подложки, наложение на плоскую поверхность подложки плоского пробного стекла и определение отклонения точности изготовления по пробному стеклу в долях интерференционной полосы. В серийном производстве для контроля плоскостей большое распространение получили цеховые интерферометры типа Тваймана, позволяющие проверять поверхности диаметром до 400 мм (см. Технология оптических деталей/Под ред. М. Н. Семибратова. М. Машиностроение, 1985, с. 162-169). Способ позволяет изготавливать плоские оптические детали с точностью до 0,1 интерференционной полосы.
Однако способ не может быть использован для изготовления вогнутых поверхностей, так как контроль вогнутых поверхностей с помощью плоских пробных стекол в особенности с малыми радиусами кривизны невозможен, с большими радиусами кривизны затруднен из-за необходимости подсчета большого количества интерференционных полос (колец) в поле зрения пробного стекла или в поле зрения интерферометра типа Тваймана. Это исключает возможность изготовления указанных вогнутых поверхностей с заданными радиусами кривизны, в особенности оптических деталей с асферическими поверхностями.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ, включающий операции шлифования и полирования подложки, наложения на вогнутую поверхность подложки пробного стекла и определения отклонения точности изготовления подложки по пробному стеклу в долях интерференционной полосы (Технология обработки оптических деталей/Под ред. М. Н. Семибратова. М. Машиностроение, 1985, с. 53-92, рис. 72, 73; Карлин О. Г. Кукс В. Г. Липовецкий Л. Е. и др. Изготовление и контроль асферической оптики. ЦНИИинформация, 1980, с. 69).
При наложении выпуклого пробного стекла на вогнутую контролируемую поверхность подложки в тонком перемененном по толщине воздушном промежутке происходит интерференция света. В монохроматическом свете она состоит из темных и светлых интерференционных колец или полос (при больших отступлениях радиусов кривизны подложки от пробного стекла), или долей полосы при малых отступлениях радиусов кривизны подложки от пробного стекла. Контроль сагиттального радиуса кривизны тороидальной подложки осуществляется выпуклым пробным стеклом того же радиуса кривизны, а для контроля меридионального радиуса кривизны изготавливается специальное тороидальное выпуклое пробное стекло, имеющее меридиональный радиус кривизны, равный меридиональному радиуcу кривизны подложки, и сагиттальный радиус, меньший на 5-10% сагиттального радиуса кривизны подложки.
Если при контроле максимальный зазор между поверхностями детали и пробного стекла расположен в центре, то радиус кривизны детали будет больше радиуса кривизны пробного стекла. Такое отклонение называют ямой. Когда максимальный зазор расположен на краю детали, то в этом случае радиус кривизны детали будет меньше радиуса кривизны пробного стекла. Такое отклонение называют бугром. Контроль с помощью пробных стекол достаточно прост и точен и поэтому применяется повсеместно.
Однако в большинстве случаев применения вогнутых дифракционных решеток, в особенности в серийных спектральных приборах, важно как точное знание радиусов кривизны поверхности подложек решеток, так и постоянство с высокой степенью точности радиусов кривизны подложек от партии к партии. А это зависит от значений отступлений в долях интерференционной полосы ошибки изготавливаемой детали от пробного стекла, а также от знака этой ошибки, наблюдаемой при контроле изготавливаемых подложек решеток. В результате вогнутые подложки, изготавливаемые по одному и тому же пробному стеклу, имеют различные радиусы кривизны, разброс которых достигает в ряде случаев 10 и более мм, что значительно затрудняет юстировку таких решеток в спектральных приборах. В особенности это наблюдается при изготовлении подложек вогнутых дифракционных решеток с нестандартными радиусами кривизны по пробным стеклам, аттестация которых не может быть выполнена с высокой степенью точности из-за отсутствия соответствующей аппаратуры.
Целью изобретения является повышение точности изготовления подложек решеток с заданным радиусом кривизны.
Для этого в известном способе изготовления вогнутых подложек дифракционных решеток, включающем шлифование и полирование подложки, наложение на вогнутую поверхность подложки пробного стекла и определение отклонения точности изготовления подложки по пробному стеклу в долях интерференционной полосы Δp, устанавливают подложку решетки после изготовления в спектрограф и измеряют расстояние от вершины вогнутой поверхности подложки до ее изображения и по измеренному значению расстояния вычисляют реальное значение отклонения точности изготовления подложки от пробного стекла по формуле
Δпроб.стекла=
Figure 00000001
где А апертура подложки решетки;
Rн номинальное значение радиуса кривизны подложки дифракционной решетки;
Rизм. фактически полученное значение радиуса кривизны подложки, равное расстоянию от вершины вогнутой поверхности подложки до ее изображения; после чего осуществляют окончательное изготовление подложки решетки, вводя коррекцию
Δ= Δp Δпроб.стекла в значение отклонения точности изготовления подложки решетки от пробного стекла.
Отличительные существенные признаки предлагаемого способа удовлетворяют критерию "существенные отличия", так как не обнаружены в известных науке и технике решениях.
Сначала заготовку решетки из стекла по ОСТ 3-4014-78 "Заготовки стеклянные для дифракционных решеток. Размеры и технические требования" обрабатывают по форме грубой шлифовкой так, чтобы она приближалась по своей конфигурации к подложке дифракционной решетки. Эту операцию обычно выполняют на заготовительных участках оптических цехов алмазными и абразивными кругами и свободным абразивом. Затем проводят грубое шлифование вогнутой поверхности. Оно может проводиться как на станках при крупносерийном производстве, так и вручную в мелкосерийном и единичном производствах. Поштучную обработку подложек выполняют на грибах и чашках на шлифовально-обдирочных станках. Радиусы кривизны обрабатываемых поверхностей контролируют притирочными инструментами. Окончательное шлифование придает заготовке тонкую шлифованную структуру, которая проверяется пробными стеклами. Затем производится полирование подложки полировальником. Рабочая поверхность полировальника формируется нанесением на предварительно нагретую поверхность полировочной смолы и последующим приданием ей выпуклой формы на шлифованной вогнутой поверхности, подлежащей полированию. Интерференционная точность достигается за счет регулирования режимов обработки, а также правки рабочей поверхности полировальника (подрезки смолы) по результатам контроля пробным стеклом. После предварительного изготовления подложки на вогнутую поверхноcть подложки накладывают пробное стекло и определяют отклонение точности изготовления подложки по пробному стеклу в долях интерференционной полосы Δр. Затем указанную вогнутую подложку дифракционной решетки устанавливают в спектрограф и измеряют расстояние от вершины вогнутой поверхности подложки до ее изображения, т. е. полученный радиус кривизны, и по измеренному значению расстояния вычисляют реальное значение отклонения точности изготовления подложки от пробного стекла по формуле
Δпроб.стекла=
Figure 00000002
где А апертура подложки решетки;
Rн номинальное значение радиуса кривизны подложки решетки;
Rизм. фактически полученное значение радиуса кривизны подложки, равное расстоянию от вершины вогнутой поверхности подложки до ее изображения.
После нахождения Δ проб.стекла осуществляют окончательное изготовление подложек решеток, вводя коррекцию
Δ= Δр Δпроб.стекла в значение отклонения точности изготовления подложки решетки от пробного стекла.
П р и м е р. По предлагаемому способу были изготовлены вогнутые подложки дифракционных решеток размером 30 x30 x10 мм и радиусом кривизны 1995 мм. Сначала была изготовлена подложка решетки с заданными геометрическими размерами. Затем шлифованием и полированием подложки достигалась интерференционная точность изготовления. На предварительно изготовленную вогнутую поверхность подложки решетки накладывалось пробное стекло и определялось отклонение точности изготовления подложки по пробному стеклу в долях интерференционной полосы Δр Затем подложка решетки устанавливалась в спектрограф и определялось реальное значение отклонения точности изготовления подложки от пробного стекла по формуле, приведенной выше, после чего осуществляли окончательное изготовление подложки решетки, вводя коррекцию
Δ= Δр Δпроб.стекла в значение отклонения точности изготовления подложки решетки от пробного стекла. Данные, полученные при изготовлении указанной подложки решетки, сведены в таблицу. Из таблицы следует, что для получения радиуса кривизны подложки решетки, равного 1995 мм, необходимо ввести соответствующую коррекцию так, чтобы показания пробного стекла были бы не +0,2 полосы, а +1,2 полосы. При введении коррекции были получены с указанным пробным стеклом подложки решетки с радиусом кривизны 1995.
Приведем обоснование аналитического выражения, приведенного в формуле изобретения. Стрелка прогиба для любой сферической поверхности может быть представлена в виде
S
Figure 00000003
где А апертура подложки;
Rн номинальное значение радиуса кривизны подложки.
Изменение стрелки кривизны ΔS в зависимости от Rн может быть представлено в виде (как первая производная)
ΔS
Figure 00000004
d
Figure 00000005
Figure 00000006
ΔS соответствует Δ проб.стекла, Δ R Rн-Rизм. Отсюда Δпроб.стекла=
Figure 00000007

Таким образом, благодаря тому, что после пробного изготовления измеряют расстояние от вершины вогнутой поверхности подложки до ее изображения и по измеренному значению расстояния вычисляют реальное значение отклонения точности изготовления подложки от пробного стекла по аналитической зависимости этого отклонения от параметров подложки и номинального значения радиуса кривизны подложки, а поcле чего оcущеcтвляют окончательное изготовление подложки решетки, вводя коррекцию в значение отклонения точности изготовления подложки от пробного стекла, достигается цель предлагаемого изобретения повышение точности изготовления подложек решеток с заданным радиусом кривизны, а следовательно, и возможность изготавливать вогнутые дифракционные решетки с заданным радиусом кривизны.

Claims (1)

  1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОГНУТЫХ ПОДЛОЖЕК ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК, включающий шлифование и полирование подложки, наложение на вогнутую поверхность подложки пробного стекла и определение отклонения точности изготовления подложки по пробному стеклу в долях интерференционной полосы Δp , отличающийся тем, что, с целью повышения точности изготовления подложек решеток с заданным радиусом кривизны, после изготовления подложки измеряют радиус кривизны подложки Rи з м автоколлимационным методом и определяют реальное значение отклонения точности изготовления подложки от пробного стекла по формуле
    Figure 00000008

    где A апертура подложки решетки;
    Rн номинальное значение радиуса кривизны подложки решетки;
    Rи з м фактически полученное значение радиуса кривизны подложки, равное расстоянию от вершины вогнутой поверхности подложки до ее изображения,
    после чего осуществляют окончательное изготовление подложки решетки, вводя коррекцию
    Δ = Δpпр.ст.
    в значение отклонения точности изготовления подложки решетки от пробного стекла.
SU4900036 1991-01-08 1991-01-08 Способ изготовления вогнутых подложек дифракционных решеток RU2036485C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4900036 RU2036485C1 (ru) 1991-01-08 1991-01-08 Способ изготовления вогнутых подложек дифракционных решеток

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4900036 RU2036485C1 (ru) 1991-01-08 1991-01-08 Способ изготовления вогнутых подложек дифракционных решеток

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2036485C1 true RU2036485C1 (ru) 1995-05-27

Family

ID=21554167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4900036 RU2036485C1 (ru) 1991-01-08 1991-01-08 Способ изготовления вогнутых подложек дифракционных решеток

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2036485C1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Технология оптических деталей/ Под ред. М.Н.Семитратова.- М.: Машиностроение, 1985, с.162-169, 53-92. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pérot et al. On the application of interference phenomena to the solution of various problems of spectroscopy and metrology
KR100869110B1 (ko) 형상 측정 장치 및 방법, 및 피측정물의 제조 방법
CN104634280B (zh) 通用水平转台绝对角度和旋转角度的测量方法
CN103144036B (zh) 环抛阶段磨削量在线监测装置及磨削量在线监测方法
CN110595351B (zh) 具有标准具的白光干涉仪的量值测量方法
CN107917680A (zh) 基于闪耀光栅的微小角度快速识别方法
RU2036485C1 (ru) Способ изготовления вогнутых подложек дифракционных решеток
Takacs et al. Surface topography measurements over the 1 meter to 10 micrometer spatial period bandwidth
Stout Optical assessment of surface roughness: The effectiveness of a low-cost, commercially-available instrument
CN107584337A (zh) 基于激光共焦干涉测量的球面光学元件无样板加工方法
Messner et al. Manufacturing meter-scale aspheric optics
CN108413875A (zh) 一种刻度可调的非接触式高精度长度测量系统
Young Fabrication of the high-resolution mirror assembly for the HEAO-2 x-ray telescope
RU2773806C1 (ru) Способ измерения дисторсии в интерферограмме оптической асферической поверхности
Arasa et al. Progressive addition lenses power map measurement using Ronchi test techniques
Zimmerman Computer-controlled optical surfacing for off-axis aspheric mirrors
RU2731456C1 (ru) Мастер-матрица для копирования оптических поверхностей
Karow Interferometric testing in a precision optics shop: a review of testplate testing
Lukin et al. Holographic calibration setup based on a set of reference kits comprising axial computer-generated holograms and base test plates
Myler et al. High-quality diamond turning
Izazaga et al. Polishing techniques for MEGARA pupil elements optics
Bracey Microscope Lenses
Doladugina Technique for estimating wavefront deformation when monitoring the homogeneity of large blanks of optical glasses
Medhat et al. Determination of the surface parameters for aspheric aphakic lenses
Young Optical Fabrication and Testing of the X-Ray Mirrors for the HEAO-2 Telescope