RU2706388C1 - Метод контроля формы выпуклых оптических сферических и асферических поверхностей и устройство для его осуществления - Google Patents
Метод контроля формы выпуклых оптических сферических и асферических поверхностей и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2706388C1 RU2706388C1 RU2019103813A RU2019103813A RU2706388C1 RU 2706388 C1 RU2706388 C1 RU 2706388C1 RU 2019103813 A RU2019103813 A RU 2019103813A RU 2019103813 A RU2019103813 A RU 2019103813A RU 2706388 C1 RU2706388 C1 RU 2706388C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- controlled
- convex
- shape
- symmetry
- axis
- 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
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/2441—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry
-
- 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
- G01B9/02024—Measuring in transmission, i.e. light traverses the object
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологиям получения топографической карты поверхности интерференционным методом и позволяет контролировать форму выпуклой сферической (СП) или асферической (АП) поверхностей. Технический результат - возможность получения топографической карты выпуклых СП или АП оптических деталей. Монохроматический пучок параллельных лучей направляют на контролируемую выпуклую поверхность так, что часть пучка отражается от контролируемой поверхности, образуя объектный пучок, а часть - проходит мимо, и образует опорный пучок, который, взаимодействуя с объектным пучком, образует интерферограмму в виде системы дуг, позволяющих однозначно определить форму контролируемой поверхности. Ось симметрии контролируемой СП или АП ориентируется перпендикулярно направлению распространения параллельного пучка лучей, что дает возможность контролировать выпуклые поверхности большого диаметра без применения оптических деталей, размеры которых превышают размеры контролируемых поверхностей. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологиям получения топографической карты поверхности интерференционным методом и позволяет контролировать форму выпуклой сферической поверхности (СП) или выпуклой асферической поверхности (АП).
Известны интерференционные приборы для измерений отклонений формы АП, в которых за счет использования компенсатора формируется интерференционная картина, которая несет в себе информацию об отклонениях формы контролируемой АП [патент RU 2396513, патент US 9279667]. При этом компенсатор представляют собой линзовый, зеркальный или голографический элемент, который преобразует плоский или сферический волновой фронт в асферический, совпадающий с теоретической формой контролируемой АП. Недостатком является то, что компенсатор рассчитывается и изготовляется для контроля конкретной АП, а для контроля АП с другими параметрами требуется изготавливать и использовать новый компенсатор.
Кроме того, при контроле формы выпуклых АП компенсаторы имеют размеры, превышающие размеры контролируемой области зеркала [1, 2]. Это существенно увеличивает стоимость контролируемой выпуклой АП, а при контроле зеркал диаметром более 1 м это приводит к необходимости контроля по частям с последующей «сшивкой» интерферограмм, полученных от разных участков контролируемой выпуклой поверхности (КВП) (метод переналожений [1, 2]), что в свою очередь влечет потерю точности.
Поэтому разработка универсального метода контроля выпуклых АП и СП, не требующего применения крупногабаритных вспомогательных оптических элементов, является актуальной задачей.
В качестве аналога целесообразно взять установку для контроля выпуклых АП, схема которой описана в патенте [3], решающую задачу получения топографической карты выпуклых и вогнутых СП и АП за счет того, что монохроматический пучок параллельных лучей направляют на КВП так, что часть пучка отражается от КВП, образуя объектный пучок, а часть - проходит мимо КВП и образует опорный пучок, который взаимодействуя с объектным пучком, образует интерферограмму, представляющую собой систему дуг, эквидистантных профилю контролируемой поверхности, лежащем в сечении, перпендикулярном направлению распространения светового пучка. Интерферограмма проецируется с помощью объектива на приемник излучения. Измеряя параметры интерферограммы, получают профиль КВП.
Недостатком этой установки является то, что размер интерферограммы равен диаметру КВП. При контроле поверхностей малого диаметра (до 30 мм) интерферограмму можно спроецировать на приемнике в масштабе 1:1; при контроле поверхностей более 30 мм следует либо уменьшить изображение интерферограммы, либо проецировать ее участки на разные приемники излучения; оба эти подхода приведут к снижению точности контроля.
Задачей изобретения является устранение недостатков известных решений.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретений, является возможность получения топографической карты произвольных выпуклых СП или АП оптических деталей (линз, зеркал).
Указанный технический результат достигается за счет того, что монохроматический пучок параллельных лучей направляют на контролируемую выпуклую поверхность так, что часть пучка отражается от контролируемой поверхности, образуя объектный пучок, а часть - проходит мимо контролируемой поверхности и образует опорный пучок, который взаимодействуя с объектным пучком, образует интерферограмму в виде системы дуг, закон изменения ширины которых однозначно определяется формой контролируемой поверхности. Ось симметрии контролируемой сферической или асферической поверхности ориентируется перпендикулярно направлению распространения параллельного пучка лучей, за счет чего поперечный размер пучка лучей определяется не диаметром контролируемой поверхности, а ее крутизной, то есть углом между осью симметрии и нормалью к краю контролируемой поверхности, что дает возможность контролировать выпуклые поверхности большого диаметра без применения вспомогательных оптических деталей, размеры которых превышают размеры контролируемых поверхностей.
В части устройства технический результат достигается за счет того, что устройство для контроля формы выпуклых оптических сферических и асферических поверхностей, состоит из оптически связанных и расположенных последовательно: коллиматора, объектного узла с контролируемой выпуклой поверхностью и регистрирующего узла, при этом коллиматор размещен таким образом, что сформированный им пучок параллельных лучей перпендикулярен оси симметрии контролируемой выпуклой поверхности, причем последняя размещена на прецизионном поворотном столе; регистрирующий узел состоит из микрообъектива и матричного приемника излучения, установленных с возможностью перемещения вдоль оси симметрии контролируемой выпуклой поверхности.
Дополнительно перед регистрирующим узлом устанавливают штриховую меру длины.
Изобретение поясняется чертежом.
На Фиг. 1 показана структурно-функциональная оптическая схема устройства, где 1 - коллиматор, 2 - прецизионный поворотный стол, 3 - КВП, 4 - штриховая мера, 5 - линейный транслятор, 6 - микрообъектив, 7 - матричный приемник излучения.
Изобретение может быть реализовано на основе устройства, состоящего из оптически связанных и расположенных последовательно: коллимирующего устройства (1), объектного узла (II), состоящего из контролируемой детали 3 и поворотного стола 2, и регистрирующего узла (III), состоящего из микрообъектива (6) и матричного приемника излучения (7).
Отличием изобретения является то, что регистрирующий узел состоит из микрообъектива 6 и матричного приемника излучения 7, которые перемещаются по линейному транслятору 5 вдоль оси симметрии КВП, а объектный узел (II) включает прецизионный поворотный стол 2.
В предпочтительном варианте осуществления в состав системы регистрации III устанавливают штриховую меру длины 4.
Устройство работает следующим образом.
Пучок параллельных лучей, формируемый коллиматором, направляют перпендикулярно оси симметрии контролируемой КВП (3), расположенной на прецизионном поворотном столе (2). Одна часть пучка (предметная), отражается от КВП и направляется на микрообъектив (6), а другая (опорная) распространяется, не взаимодействуя с КВП. Опорный и объектный пучки интерферируют, причем интерференционная картина наблюдается в плоскости, перпендикулярной направлению распространения опорного пучка и параллельной оси симметрии КВП. Исследуется сечение интерферограммы плоскостью, содержащей ось симметрии КВП и параллельной направлению распространения излучения, сформированного коллиматором. Закон распределения ширины полосы в этом сечении интерферограммы однозначно определяется формой профиля КВП, лежащего в этом же сечении.
Измерения происходят в несколько этапов - сначала сканируется профиль КВП (3) вдоль оси симметрии КВП, затем при помощи прецизионного поворотного стола (2) КВП поворачивается и выполняются измерения по множеству сечений КВП (3). Полученные топографии всех сечений сшивают в единую топографическую карту, чем достигается поставленный технический результат.
Источники информации
1. Пуряев Д.Т. Методы контроля оптических асферических поверхностей. М.: Машиностроение, 1976. 262 с.
2. Оптический производственный контроль / под ред. Д. Малакары: пер. с англ. Е.В. Мазуровой и др.; Под ред. А.Н. Соснова. М.: Машиностроение, 1985. 400 с.
3. Способ измерения профиля оптических поверхностей: а.с. 1044969 СССР, МКИ G01B 11/24. / Д.Т. Пуряев (СССР) №3467407.25-28; Заявлено 09.07.82; опубл. 30.09.83, Бюлл. №36. 3 с.
Claims (3)
1. Метод контроля формы выпуклых оптических сферических и асферических поверхностей, заключающийся в том, что монохроматический пучок параллельных лучей направляют на контролируемую выпуклую поверхность так, что часть пучка отражается от контролируемой поверхности, образуя объектный пучок, а часть - проходит мимо контролируемой поверхности и представляет собой опорный пучок, который, взаимодействуя с объектным пучком, образует интерферограмму в виде системы дуг, закон изменения ширины которых однозначно определяется формой контролируемой поверхности, отличающийся тем, что ось симметрии контролируемой сферической или асферической поверхности ориентируется перпендикулярно направлению распространения параллельного пучка лучей, за счет чего поперечный размер пучка лучей определяется не диаметром контролируемой поверхности, а ее крутизной, то есть углом между осью симметрии и нормалью к краю контролируемой поверхности.
2. Устройство для контроля формы выпуклых оптических сферических и асферических поверхностей, состоящее из оптически связанных и расположенных последовательно: коллиматора, объектного узла с контролируемой выпуклой поверхностью и регистрирующего узла, отличающееся тем, что коллиматор размещен таким образом, что сформированный им пучок параллельных лучей перпендикулярен оси симметрии контролируемой выпуклой поверхности, причем последняя размещена на прецизионном поворотном столе, регистрирующий узел состоит из микрообъектива и матричного приемника излучения, установленных с возможностью перемещения вдоль оси симметрии контролируемой выпуклой поверхности.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что дополнительно перед регистрирующим узлом устанавливают штриховую меру длины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103813A RU2706388C1 (ru) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Метод контроля формы выпуклых оптических сферических и асферических поверхностей и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019103813A RU2706388C1 (ru) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Метод контроля формы выпуклых оптических сферических и асферических поверхностей и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2706388C1 true RU2706388C1 (ru) | 2019-11-18 |
Family
ID=68579602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019103813A RU2706388C1 (ru) | 2019-02-12 | 2019-02-12 | Метод контроля формы выпуклых оптических сферических и асферических поверхностей и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2706388C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2803879C1 (ru) * | 2023-04-03 | 2023-09-21 | Акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | Способ измерения формы внеосевой асферической оптической детали |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1044969A1 (ru) * | 1982-07-09 | 1983-09-30 | Московское Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана | Способ измерени профил оптических поверхностей |
SU1548663A1 (ru) * | 1988-05-23 | 1990-03-07 | Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики | Интерферометр дл контрол оптических поверхностей вращени |
RU2042920C1 (ru) * | 1992-06-03 | 1995-08-27 | Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе РАН | Устройство для определения рельефа поверхности объекта |
EP2375217A2 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-12 | Fujifilm Corporation | Aspheric surface measuring apparatus |
US20130024158A1 (en) * | 2011-07-22 | 2013-01-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement method, measurement apparatus, non-transitory computer-readable storage medium, and optical element fabrication method |
-
2019
- 2019-02-12 RU RU2019103813A patent/RU2706388C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1044969A1 (ru) * | 1982-07-09 | 1983-09-30 | Московское Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана | Способ измерени профил оптических поверхностей |
SU1548663A1 (ru) * | 1988-05-23 | 1990-03-07 | Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики | Интерферометр дл контрол оптических поверхностей вращени |
RU2042920C1 (ru) * | 1992-06-03 | 1995-08-27 | Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе РАН | Устройство для определения рельефа поверхности объекта |
EP2375217A2 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-12 | Fujifilm Corporation | Aspheric surface measuring apparatus |
US20130024158A1 (en) * | 2011-07-22 | 2013-01-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement method, measurement apparatus, non-transitory computer-readable storage medium, and optical element fabrication method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2803879C1 (ru) * | 2023-04-03 | 2023-09-21 | Акционерное общество "Лыткаринский завод оптического стекла" | Способ измерения формы внеосевой асферической оптической детали |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4302512B2 (ja) | 非球面表面および波面に対する干渉計スキャニング | |
CN103913227B (zh) | 基于轻型分束器的红外成像光谱仪及制作方法 | |
US20030072011A1 (en) | Method and apparatus for combining views in three-dimensional surface profiling | |
TW201643501A (zh) | 量測非球面及其他非平面表面凹凸形狀之方法 | |
US3572937A (en) | Method and apparatus for interferometric measurement of machine slide roll | |
US8934097B2 (en) | Laser beam centering and pointing system | |
CN103791860A (zh) | 基于视觉检测技术的微小角度测量装置及方法 | |
US9631924B2 (en) | Surface profile measurement method and device used therein | |
CN100405003C (zh) | 条纹计测装置的变换系数校正方法和装置及条纹计测装置 | |
KR20160093021A (ko) | 비접촉 광학 방법을 이용한 포토리소그래피 마스크를 위치시키기 위한 방법 및 장치 | |
CN102645181B (zh) | 确定光学测试表面的形状的方法和设备 | |
CN110082071B (zh) | 一种直角棱镜光学平行差的测量装置及方法 | |
CN103226240B (zh) | 一种多通道正入射成像系统及其装调方法 | |
RU2706388C1 (ru) | Метод контроля формы выпуклых оптических сферических и асферических поверхностей и устройство для его осуществления | |
CN106323198B (zh) | 一种高精度、宽范围和大工作距激光自准直装置与方法 | |
RU169716U1 (ru) | Устройство для контроля выпуклых асферических оптических поверхностей высокоточных крупногабаритных зеркал | |
RU2649221C1 (ru) | Устройство для контроля лазерного прибора наведения | |
US4115008A (en) | Displacement measuring apparatus | |
US3225644A (en) | Apparatus producing interferential test data for measuring and control instruments | |
WO2017060803A1 (ru) | Устройство для линейного перемещения объекта с нанометровой точностью в большом диапазоне возможных перемещений | |
RU2491525C1 (ru) | Метод интерферометрического контроля на рабочей длине волны качества изображения и дисторсии оптических систем | |
JP2009145068A (ja) | 表面形状の測定方法および干渉計 | |
RU2569072C2 (ru) | Датчик угла поворота | |
CN212378715U (zh) | 测角仪 | |
RU2502951C1 (ru) | Устройство контроля положения объекта нано- и субнанометровой точности |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210213 |