RU2079830C1 - Устройство для контроля качества объектива - Google Patents
Устройство для контроля качества объектива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2079830C1 RU2079830C1 RU94027495A RU94027495A RU2079830C1 RU 2079830 C1 RU2079830 C1 RU 2079830C1 RU 94027495 A RU94027495 A RU 94027495A RU 94027495 A RU94027495 A RU 94027495A RU 2079830 C1 RU2079830 C1 RU 2079830C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- spatial filter
- optical axis
- lenses
- fourier
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
Использование: оптическое приборостроение. Устройство для контроля качества объектива содержит последовательно расположенные по оптической оси когерентной осветитель 1, формирующий параллельный пучок излучения, пространственный фильтр 2, расположенный в передней фокальной плоскости фурье-объектива 5, плоскость регистрации 6. Дополнительный объектив 4 расположен между пространственным фильтром 2 и фурье-объективом 5. Пространственный фильтр 2 выполнен фазовым в виде двух отрицательных линз, симметрично срезанных относительно оптической оси устройства и соединенных по линии среза, оптические оси которых параллельны оптической оси устройства, при этом задние фокальные плоскости линз оптически сопряжены с передней фокальной плоскостью фурье-объектива 5, а полевая диафрагма выполнена в виде непрозрачного диска с двумя отверстиями, расположенным без промежутка между ними на линии, соединяющей центры линз пространственного фильтра симметрично относительно оптической оси устройства. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к когерентным устройствам контроля качества объектива, и может быть использовано для контроля фурье-преобразующих свойств объективов, применяемых в голографии, системах пространственной фильтрации и т.п.
Известное устройство, содержащее последовательно расположенные по оптической оси когерентный осветитель, формирующий параллельный пучок излучения, амплитудную решетку, телескопическую систему, вторым компонентом которой является контролируемый фурье-объектив, плоскость регистрации в его задней фокальной плоскости плоскости изображения решетки, по которому оценивается качество фурье-объективы [1]
Недостатком этого устройства является низкий световой КПД. Так, например, при синусоидальной форме амплитудного коэффициента пропускания решетки в первых гармониках интерференционной картины, используемых для последующей электронной обработки, сосредоточено всего лишь 12,5% энергии освещающего пучка.
Недостатком этого устройства является низкий световой КПД. Так, например, при синусоидальной форме амплитудного коэффициента пропускания решетки в первых гармониках интерференционной картины, используемых для последующей электронной обработки, сосредоточено всего лишь 12,5% энергии освещающего пучка.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее последовательно расположенные по оптической оси когерентный осветитель, формирующий параллельный пучок излучения, амплитудный пространственный фильтр в виде непрозначного диска с двумя отверстиями, расположенный в передней фокальной плоскости фурье-объектива, плоскость регистрации в задней фокальной плоскости фурье-объектива, в которой формируется интерференционная картина, по распределению освещенности в которой оценивается качество фурье-объектива [2]
Недостатком известного устройства также является низкий световой КПД. Так, например, для получения размера интерференционной картины 21 ик 30 мм при фокусном расстоянии фурье-объектива фо 200 мм диаметр отверстий равен всего лишь 10 мкм, т.е. его световой КПД много меньше, чем у устройства с гармонической амплитудной решеткой.
Недостатком известного устройства также является низкий световой КПД. Так, например, для получения размера интерференционной картины 21 ик 30 мм при фокусном расстоянии фурье-объектива фо 200 мм диаметр отверстий равен всего лишь 10 мкм, т.е. его световой КПД много меньше, чем у устройства с гармонической амплитудной решеткой.
Устранение указанного недостатка достигается тем, что устройство, содержащее последовательно расположенные по оптической оси когерентный осветитель, формирующий параллельный пучок излучения, пространственный фильтр, расположенный в передней фокальной плоскости фурье-объектива, плоскость регистрации в задней фокальной плоскости фурье-объектива, снабжено дополнительным объективом, расположенным между пространственным фильтром и фурье-объективом, и полевой диафрагмой, расположенной в непосредственной близости за пространственным фильтром, а пространственный фильтр выполнен фазовым в виде двух отрицательных линз, симметрично срезанных относительно оптической оси устройства и соединенных по линии среза, оптические оси которых параллельны оптической оси устройства, при этом задние фокальные плоскости линз оптически сопряжены с передней фокальной плоскостью фурье-объектива, и полевая диафрагма выполнена в виде непрочного диска с двумя отверстиями, расположенными без промежутка между ними на линии, соединяющей центры линз пространственного фильтра симметрично относительно оптической оси устройства, причем фокусное расстояние линз пространственного фильтра и расстояние между пространственным фильтром и дополнительным объективом связаны соотношениями
fл=lk/[λν(I+IикМk/1)],
a IикМ fл K/I,
где fл фокусное расстояние линз пространственного фильтра;
I расстояние от оптической оси линзы пространственного фильтра до оптической оси устройства;
k отношение фокусных расстояний дополнительного объектива до и фурье-объектива
λ длина волны излучения;
n пространственная частота интерференционной картины,
2IикМ размер интерференционной картины в меридиональном сечении, проходящем через линию, соединяющую центры линз пространственного фильтра.
fл=lk/[λν(I+IикМk/1)],
a IикМ fл K/I,
где fл фокусное расстояние линз пространственного фильтра;
I расстояние от оптической оси линзы пространственного фильтра до оптической оси устройства;
k отношение фокусных расстояний дополнительного объектива до и фурье-объектива
λ длина волны излучения;
n пространственная частота интерференционной картины,
2IикМ размер интерференционной картины в меридиональном сечении, проходящем через линию, соединяющую центры линз пространственного фильтра.
На фиг.1 представлена функциональная оптическая схема предлагаемого устройства.
На фиг.2 представлены виды полевой диафрагмы устройства.
Устройство содержит когерентный осветитель 1, пространственный фильтр 2, полевую диафрагму 3, дополнительный объектив 4, фурье-объектива 5, плоскость регистрации 6.
Устройство работает следующим образом. Когерентный осветитель 1 формирует параллельный пучок излучения, освещающий пространственный фильтр 2. Линзы пространственного фильтра 2 фокусируют излучение в своих задних фокальных плоскостях, образуя тем самым на своих параллельных оптических осях два когерентных изображения источника излучения. Дополнительный объектив 4 формирует вторичные изображения источника в передней фокальной плоскости фурье-объектива 5. В плоскости регистрации 6, расположенной в задней фокальной плоскости фурье-объектива, формируется интерференционная картина, по распределению освещенности в которой оценивается качество фурье-объектива 5.
Требуемый размер интерференционной картины в меридиональном сечении IикМ, проходящем через линию, соединяющую центры линз пространственного фильтра, определяется лучом, исходящим из изображения источника, сформированного пространственным фильтром, и проходящим через оптическую ось фильтра Эпунктир на фиг. 1, а). Из фиг. 1 (а) следует
где
Тогда
откуда необходимое для получения заданного IикМ расстояние между пространственным фильтром и дополнительным объективом равно
Фокусное расстояние линз fл пространственного фильтра выражается через параметры интерференционной картины ν и IикМ следующим образом:
Подставляем в это выражение значение a, получим
fл=lk/[λν(I+lикМk/l] (5)
Расстояние между фокальными плоскостями дополнительного объектива и фурье-объектива при этом будет равно
В результате интерференции двух параллельных пучков за фурье-объективом сформируется интерференционная картина, распределение освещенности в которой имеет вид
l=4cos2(2πνx)=2[I+cos(4πνx)] (7)
В первой гармонике этого распределения содержится 50% энергии, т.е. в 4 раза больше, чем в изображении гармонической амплитудной решетки.
где
Тогда
откуда необходимое для получения заданного IикМ расстояние между пространственным фильтром и дополнительным объективом равно
Фокусное расстояние линз fл пространственного фильтра выражается через параметры интерференционной картины ν и IикМ следующим образом:
Подставляем в это выражение значение a, получим
fл=lk/[λν(I+lикМk/l] (5)
Расстояние между фокальными плоскостями дополнительного объектива и фурье-объектива при этом будет равно
В результате интерференции двух параллельных пучков за фурье-объективом сформируется интерференционная картина, распределение освещенности в которой имеет вид
l=4cos2(2πνx)=2[I+cos(4πνx)] (7)
В первой гармонике этого распределения содержится 50% энергии, т.е. в 4 раза больше, чем в изображении гармонической амплитудной решетки.
Форма кадра интерференционной картины определяется формой полевой диафрагмы на пространственном фильтре. На фиг. 2 показаны пространственный фильтр 2 с полевой диафрагмой 3 или получения круглой формы кадра интерференционной картины (фиг. 2а) и пространственный фильтр для получения кадра прямоугольной формы (рис. 2б).
Размер полевой диафрагмы Iдм в меридиональном сечении определяется, исходя из требуемого расстояния f' фо до интерференционной картины с резкими границами
откуда
Размер интерференционной картины в сагиттальном сечении IикС, проходящем через оптическую ось линзы пространственного фильтра (см. фиг. 1, б), определяется размером полевой диафрагмы Iдс в этом сечении и равен
откуда размер полевой диафрагмы в сагиттальном сечении равен
Реализация устройства иллюстрируется следующим примером.
откуда
Размер интерференционной картины в сагиттальном сечении IикС, проходящем через оптическую ось линзы пространственного фильтра (см. фиг. 1, б), определяется размером полевой диафрагмы Iдс в этом сечении и равен
откуда размер полевой диафрагмы в сагиттальном сечении равен
Реализация устройства иллюстрируется следующим примером.
Для получения интерференционной картины размером 2IикМ 30 мм с пространственной частотой ν=0,5 мм-1 на длине волны λ=0,6 мкм используются дополнительный объектив с фокусным расстоянием 
10 мм и фурье-объектив с фокусным расстоянием 
200 мм (k 0,05). Фокусное расстояние отрицательных линз пространственного фильтра находится из (5) и равно fл 33 мм, а расстояние от оптической оси линзы до линии среза выбирается равным I 0,5 мм.
Подставляя полученные величины в (4) и (6), получим расстояние между пространственным фильтром и дополнительным объективом а 49,5 мм, и расстояние между фокальными плоскостями дополнительного объектива и фурье-объектива d 1,2 мм.
Для получения квадратного кадра интерференционной картины 2IикМ х 2IикС 30 х 30 мм2 с резкими границами на расстоянии 5000 мм размер прямоугольных отверстий полевой диафрагмы должен быть равен 2Iдм х 2Iдс 0,4 х 0,6 мм2. При этом, поскольку размеры полевой диафрагмы малы, возможно освещение фильтра непосредственно излучением от лазера, т.е. без использования осветителя.
Claims (1)
- Устройство для контроля качества объектива, содержащее последовательно расположенные по оптической оси когерентный осветитель, формирующий параллельный пучок излучения, и пространственный фильтр, а также фурье-объектив и плоскость регистрации, расположенную в его задней фокальной плоскости, отличающееся тем, что оно снабжено расположенным перед фурье-объективом дополнительным объективом и полевой диафрагмой, расположенной за пространственным фильтром, в непосредственной близости к нему, при этом пространственный фильтр выполнен фазовым в виде двух отрицательных линз, симметрично срезанных относительно оптической оси устройства и соединенных по линии оси среза, оптические оси которых параллельны оптической оси устройства, а задние фокальные плоскости линз оптически сопряжены с помощью дополнительного объектива с передней фокальной плоскостью фурье-объектива, причем полевая диафрагма выполнена в виде непрозрачного диска с двумя отверстиями, расстояние между центрами которых меньше суммы их радиусов и расположенными на линии, соединяющей центры линз пространственного фильтра симметрично относительно оптической оси устройства, причем фокусное расстояние линз пространственного фильтра и расстояние между пространственным фильтром и дополнительным объективом связаны соотношениями
fл= lк/[λν(1 + lикмk/l);
a lи к м fл k/l,
l расстояние от оптической оси линзы пространственного фильтра до оптической оси устройства;
k отношение фокусных расстояний объективаи фурье-объектива
λ длина волны излучения;
n пространственная частота интерференционной картины;
2lи к м размер интерференционной картины в меридиональном сечении, проходящем через линию, соединяющую центры линз пространственного фильтра.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94027495A RU2079830C1 (ru) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | Устройство для контроля качества объектива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94027495A RU2079830C1 (ru) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | Устройство для контроля качества объектива |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94027495A RU94027495A (ru) | 1997-04-27 |
| RU2079830C1 true RU2079830C1 (ru) | 1997-05-20 |
Family
ID=20158791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94027495A RU2079830C1 (ru) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | Устройство для контроля качества объектива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2079830C1 (ru) |
-
1994
- 1994-07-20 RU RU94027495A patent/RU2079830C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1128972, кл. G 01 M 11/02, 1988. 2. Авторское свидетельство СССР N 1000818, кл. G 01 M 11/02, 1981. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94027495A (ru) | 1997-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3052150B2 (ja) | 共焦点顕微鏡 | |
| EP2093601A1 (en) | Microscope device and image processing method | |
| US8019136B2 (en) | Optical sectioning microscopy | |
| WO2012153495A1 (ja) | 構造化照明顕微鏡及び構造化照明観察方法 | |
| CN110632045A (zh) | 一种产生并行超分辨焦斑的方法和装置 | |
| CN113049587A (zh) | 高分辨率和高成像速度的合成孔径相位显微系统和方法 | |
| JPS55113014A (en) | Coaxial reflected lighting type stereomicroscope | |
| RU2079830C1 (ru) | Устройство для контроля качества объектива | |
| JP3544588B2 (ja) | 顕微鏡用照明装置 | |
| KR20230041682A (ko) | 차폐된 이미징 시스템을 통한 사용을 위해 콘트라스트를 최적화하기 위한 방법 및 디바이스 | |
| JP2000131616A (ja) | 可視化光学システム | |
| CN114366291B (zh) | 一种激光皮肤脱毛成像一体化装置 | |
| WO2007109861A1 (en) | Super resolution microscopy | |
| US20200249095A1 (en) | System for Measuring Optical Phase of a Specimen Using Defocused Images Thereof | |
| JPS587964B2 (ja) | キヨリソクテイソウチ | |
| CN218075208U (zh) | 一种激光皮肤脱毛成像一体化装置 | |
| JPS5845526A (ja) | タルボ干渉計 | |
| Saari | Spatially and temporally nondiffracting ultrashort pulses | |
| CN109407294A (zh) | 一种光纤荧光共焦显微成像装置及方法 | |
| JP7576801B2 (ja) | 表面にパターン化されたエバネッセント場を形成する装置およびその方法 | |
| TW202208828A (zh) | 具有光展量壓縮模組的照明系統及其方法 | |
| JP5765569B2 (ja) | 顕微鏡装置 | |
| KR20000073778A (ko) | 시력측정장치용 광학계 | |
| AU643787B2 (en) | Confocal microscope | |
| RU2101744C1 (ru) | Цветной визуализатор полей оптической плотности |