RU2615717C1 - Интерферометр для многоцелевых оптических измерений - Google Patents
Интерферометр для многоцелевых оптических измерений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2615717C1 RU2615717C1 RU2016110924A RU2016110924A RU2615717C1 RU 2615717 C1 RU2615717 C1 RU 2615717C1 RU 2016110924 A RU2016110924 A RU 2016110924A RU 2016110924 A RU2016110924 A RU 2016110924A RU 2615717 C1 RU2615717 C1 RU 2615717C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interferometer
- mirror
- cube
- prism
- concave
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области оптических измерений. Интерферометр содержит лазерный осветитель, вогнутое сферическое зеркало с центральным соосно осветителю отверстием, светоделительный элемент в виде куб-призмы с полупрозрачной гипотенузной гранью. На первой плоской грани куб-призмы выполнено микросферическое - вогнутое либо выпуклое - зеркало, центр которого располагается на оптической оси интерферометра. Технический результат состоит в уменьшении габаритных размеров интерферометра, увеличении числовой апертуры и повышении качества выходящего волнового фронта, расширении диапазона использования. 3 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к технике измерений оптических характеристик оптическими средствами и может быть использовано при конструировании интерферометров типа Тваймана-Грина, неравноплечих микроинтерферометров для контроля формы и шероховатости поверхностей оптических деталей, в том числе зеркал телескопов, а также других измерений.
Для оптических измерений применяется несколько типов интерферометров, в частности интерферометры Физо, Майкельсона, Тваймана-Грина и другие (Ю.В. Коломийцов «Интерферометры», Л-д, «Машиностроение», 1976 г., стр. 52-57, 210-212). В общем случае все они содержат осветительную ветвь, разделительный элемент, например плоскопараллельную пластину с одной полупрозрачной поверхностью, эталонную и регистрирующую ветвь. Исходный пучок света разделяется в них на два пучка, которые, отражаясь от эталонной и исследуемой поверхностей, интерферируют между собой и интерференционная картина наблюдается или регистрируется и исследуется. Указанные схемы довольно громоздки, часто дают не очень четкую интерференционную картину. Для устранения этих и прочих недостатков используют разделительный кубик (куб-призму), склеенную из двух прямоугольных призм с полупрозрачным отражающим слоем на гипотенузной грани одной из них. Так, известен интерферометр для контроля формы астрономических зеркал (Д.Т. Пуряев и С.К. Мамонов, авт. свид. SU 662795, опубл. 15.05.1979 г.), выполненный по аналогичной схеме, в которой в качестве светоделителя использована куб-призма, а в качестве осветителя - монохроматический источник света в виде лазера. Однако схема отягощена необходимостью использования вспомогательных оптических деталей, в частности сферо-гиперболической линзы, что усложняет интерферометр и увеличивает его габариты.
Ближайшим к конструктивному исполнению и назначению может служить неравноплечий лазерный интерферометр типа ИТ-172 (патент RU 1404810, опубл. 23.06.1988 г.; Ю.В. Коломийцов «Интерферометры», Л-д, «Машиностроение», 1976 г., стр. 211). Он включает в себя осветительную ветвь с лазерным осветителем и микрообъективом, эталонную, иначе опорную ветвь, светоделительной элемент в виде куб-призмы с полупрозрачной гипотенузной гранью и регистрирующую интерференционную картину ветвь с приемником излучения и объективом сопряжения. Работает интерферометр обычным образом, как это указано выше. Однако осветительная ветвь его довольно велика, числовая апертура выходящего пучка невелика, что не решает поставленную задачу. Применение интерферометра ограничено измерениями параметров и формы оптических поверхностей оптически анизотропных сред, где имеет место автоколлимационный ход лучей.
Задача изобретения заключается в расширении диапазона применения интерферометра, повышении апертуры и качества выходящего волнового фронта и уменьшении габаритных размеров интерферометра.
Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в интерферометре для многоцелевых оптических измерений, содержащем осветительную с лазерным осветителем, эталонную, регистрирующую ветви и светоделительный элемент в виде куб-призмы с полупрозрачной гипотенузной гранью, в отличие от известного в осветительной ветви установлено вогнутое сферическое зеркало с центральным соосно осветителю отверстием, зеркало обращено вогнутой отражающей поверхностью к плоской грани куб-призмы, на которой выполнено микросферическое зеркало, при этом центр его располагается на оси интерферометра.
Применение микросферического зеркала позволяет существенно уменьшить габаритные размеры прибора, т.к. исключает необходимость применения афокальной системы для расширения пучка и многолинзового фокусирующего объектива сложной конструкции, аберрации которого должны быть исключены или учтены совместно с аберрациями куб-призмы. Такое решение позволяет существенно увеличить числовую апертуру выходных пучков и полностью исключить сферическую аберрацию и аберрацию кома пучка.
Предложенное техническое решение осветительной ветви интерферометра может быть полезным и использоваться в качестве базового решения для других типов интерферометров.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где:
Фиг. 1 - принципиальная схема интерферометра;
Фиг. 2 - вариант исполнения выпуклого микросферического зеркала;
Фиг. 3 - вариант исполнения вогнутого микросферического зеркала.
Интерферометр (Фиг. 1) содержит последовательно установленные лазерный источник излучения 1, микросферическое зеркало 2, вогнутое сферическое зеркало 3 с центральным отверстием, светоделительную куб-призму 4 с полупрозрачной гипотенузной гранью. Зеркало 3 обращено вогнутой отражающей поверхностью к плоской грани куб-призмы 4, на которой выполнено сферическое микросферическое зеркало 2, причем центр его располагается на оптической оси интерферометра. Интерферометр содержит по другую грань куб-призмы 4 в эталонной ветви эталонный объект 5, а со стороны третьей грани в регистрирующей ветви - объектив сопряжения 6 и приемник излучения 7. Четвертой гранью интерферометр направлен в сторону объекта исследования 8 (измерительная ветвь).
Для работы в видимой области спектра в качестве источника 1 может быть применен He-Ne лазер с длиной волны λ=0,6328 мкм и диаметром пучка 1 мм, а для ИК-области спектра - СО2-лазер с длиной волны λ=10,6 мкм. Микросферическое зеркало 2 может быть как выпуклым (наклеенным на входную грань), так и вогнутым - в виде углубления в центральной части входной грани светоделительного кубика. Были рассчитаны конструктивные параметры базовой оптической схемы интерферометра для работы в видимой (Таблица 1) и ИК-области спектра (Таблица 2).
Интерферометр работает следующим образом. Монохроматический световой пучок, выходящий из лазера 1, пройдя отверстие в зеркале 3, падает на микросферическое зеркало 2, и после отражения от него образуется расходящийся высокоапертурный пучок, который направляется на вогнутое сферическое зеркало 3 большего диаметра. После отражения от зеркала 3 световой пучок проходит через куб-призму 4, образуя выходящий пучок лучей с относительным отверстием 1:1,6 (для видимой области спектра, λ=0,6328 мкм) и 1:1,2 (для ИК-области, λ=10,6 мкм), который практически не имеет сферической аберрации (остаточная волновая аберрация не превышает значения W=λ/10).
Микросферическое зеркало 2 может быть выполнено, например, в виде выпуклого сферического зеркала малого диаметра 0,5-1 мм (Фиг. 2) либо в виде сферического углубления в куб-призме такого же диаметра (Фиг. 3) - вогнутое зеркало.
Измерительная ветвь интерферометра может представлять множество различных типовых схем для измерения разнообразных оптических элементов (например, гиперболических, эллиптических, параболических зеркал), организованных по единому принципу: лучи выходящего сферического волнового фронта испытывают автоколлимационное отражение и возвращаются вновь на светоделительный кубик, где интерферируют с эталонным сферическим волновым фронтом. Объектив сопряжения 6 является сменным элементом в зависимости от конструкции измерительной ветви и должен обеспечить изображение контролируемой поверхности или автоколлимационного элемента на приемнике излучения 7, например, в виде матрицы ПЗС или фотопластинки.
Интерферометр промышленно применим, т.к. составляющие его узлы и оптические детали промышленностью освоены и выпускаются.
Расчетным путем и графически показано, что применение микросферического и отражающего сферического зеркал увеличивает апертуру и качество волнового фронта, укорачивает всю осветительную ветвь и уменьшает габариты интерферометра, расширяет диапазон его применения для различных типов измерений.
Claims (1)
- Интерферометр для многоцелевых оптических измерений, содержащий осветительную с лазерным осветителем, эталонную, регистрирующую ветви и светоделительный элемент в виде куб-призмы с полупрозрачной гипотенузной гранью, отличающийся тем, что в осветительной ветви установлено вогнутое с центральным соосно осветителю отверстием сферическое зеркало, обращенное вогнутой отражающей поверхностью к плоской грани куб-призмы, на которой выполнено микросферическое зеркало, центр которого располагается на оптической оси интерферометра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110924A RU2615717C1 (ru) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Интерферометр для многоцелевых оптических измерений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016110924A RU2615717C1 (ru) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Интерферометр для многоцелевых оптических измерений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2615717C1 true RU2615717C1 (ru) | 2017-04-07 |
Family
ID=58507072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016110924A RU2615717C1 (ru) | 2016-03-25 | 2016-03-25 | Интерферометр для многоцелевых оптических измерений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2615717C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3512891A (en) * | 1968-04-18 | 1970-05-19 | Atomic Energy Commission | Spherical interferometer |
SU1404810A1 (ru) * | 1985-06-07 | 1988-06-23 | Предприятие П/Я Г-4671 | Неравноплечий лазерный интерферометр |
US6204925B1 (en) * | 1995-04-07 | 2001-03-20 | Discovision Associates | Interferometer having a micromirror |
RU2396513C1 (ru) * | 2009-02-26 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ФГУП "НПО ГИПО") | Интерферометр для контроля асферических поверхностей второго порядка |
-
2016
- 2016-03-25 RU RU2016110924A patent/RU2615717C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3512891A (en) * | 1968-04-18 | 1970-05-19 | Atomic Energy Commission | Spherical interferometer |
SU1404810A1 (ru) * | 1985-06-07 | 1988-06-23 | Предприятие П/Я Г-4671 | Неравноплечий лазерный интерферометр |
US6204925B1 (en) * | 1995-04-07 | 2001-03-20 | Discovision Associates | Interferometer having a micromirror |
RU2396513C1 (ru) * | 2009-02-26 | 2010-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ФГУП "НПО ГИПО") | Интерферометр для контроля асферических поверхностей второго порядка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5548403A (en) | Phase shifting diffraction interferometer | |
JP7489403B2 (ja) | デフレクトメトリ測定システム | |
US11231269B2 (en) | Arrangement and method for robust single-shot interferometry | |
CN109253707B (zh) | 百微米量程透射式干涉测试装置 | |
JP7457133B2 (ja) | 透過反射型デジタルホログラフィック顕微鏡システム | |
RU2615717C1 (ru) | Интерферометр для многоцелевых оптических измерений | |
RU183150U1 (ru) | Автоколлимационное интерферометрическое устройство для центрировки оптических элементов | |
RU2548379C1 (ru) | Устройство для контроля лазерного дальномера | |
CN112539920A (zh) | 一种激光光学元件高反射率测量方法及装置 | |
Farr et al. | Beamsplitter cube for white light interferometry | |
JP3072925B2 (ja) | 透過波面測定用干渉計 | |
WO2019120472A1 (en) | Interferometer with a schwarzschild objective, in particular for spectral interferometry | |
RU2302612C1 (ru) | Способ наблюдения многолучевой интерференционной картины в отраженном свете при помощи интерферометра фабри-перо (ифп) | |
JPH01136112A (ja) | 顕微鏡のホトメータ鏡筒および測光用顕微鏡 | |
RU2649240C1 (ru) | Интерферометр для контроля формы выпуклых гиперболических зеркал | |
Polschikova et al. | Multispectral Digital Holography Based on Acousto-Optic Spectral Tuning in a Common-Path Interferometer | |
SU180377A1 (ru) | ||
Popov et al. | Pellicle laser interferometers for exact optics test | |
GB680167A (en) | Interferometer for testing optical systems | |
SU1762116A1 (ru) | Дифракционный интерферометр | |
RU2255307C1 (ru) | Интерферометр для контроля формы выпуклых, вогнутых сферических и плоских поверхностей крупногабаритных оптических деталей | |
RU2215988C2 (ru) | Неравноплечий интерферометр | |
RU2003109137A (ru) | Дифракционный интерферометр (варианты) | |
Simonova et al. | Power components of a large-dimension interferometer | |
SU848999A1 (ru) | Интерферометр дл контрол изменени АбЕРРАций лиНз и зЕРКАл пРи зАКРЕплЕНиииХ B ОпРАВы |