RU2744847C1

RU2744847C1 - Interferometer with differential measurement function

Info

Publication number: RU2744847C1
Application number: RU2020125807A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Вензель; Андрей Александрович Семёнов; Станислав Олегович Соломин; Елена Станиславовна Муравьева
Original assignee: АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения" (АО "НИИ ОЭП")
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2021-03-16

Abstract

FIELD: measurement equipment.

SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment. The interferometer with the function of differential measurements includes a laser, an expander, a beam splitter in the form of an optical wedge, a standard flat mirror with angular orthogonal movements and a linear axial piezo drive connected to the computer through a control unit located in the working branch, a reference lens, a projection system and a matrix photodetector connected to a computer, while the reference flat mirror with a linear piezo drive is additionally placed on an angular piezo drive connected to the computer through a control unit, and replaceable compensators of spherical aberration are installed in front of the reference lens in the working branch.

EFFECT: invention expands functional capabilities of the interferometer by providing operation in the amplitude, phase and moire modes with increased measurement range of differential aberrations of optical surfaces and increased accuracy of operation in the amplitude mode.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, к измерительным устройствам, характеризующимся оптическими средствами измерений, и может быть использовано для определения формы волнового фронта, а также для определения дифференциального (относительного) изменения формы волнового фронта, отраженного от поверхности оптических элементов, в том числе асферических.The invention relates to the field of measuring technology, to measuring devices characterized by optical measuring instruments, and can be used to determine the shape of the wavefront, as well as to determine the differential (relative) change in the shape of the wavefront reflected from the surface of optical elements, including aspherical ones.

Применение дифференциальных интерференционных методов контроля при исследовании оптических элементов из нетрадиционных материалов (Be, Al, SiC, Si и др.) позволяет существенно ускорить процесс создания оптических систем. Нетрадиционные материалы для зеркал наряду с положительными качествами (малый удельный вес, большой модуль упругости) имеют и недостатки (анизотропия механических свойств, наличие внутренних напряжений), которые вызывают искажение формы оптических элементов при температурном воздействии.The use of differential interference control methods in the study of optical elements made of unconventional materials (Be, Al, SiC, Si, etc.) can significantly speed up the process of creating optical systems. Along with positive qualities (low specific gravity, high modulus of elasticity), unconventional materials for mirrors also have disadvantages (anisotropy of mechanical properties, presence of internal stresses), which cause distortion of the shape of optical elements when exposed to temperature.

Наряду с определением свойств материалов оптических элементов, работающих в широком диапазоне температур, большое значение имеет исследование сборок оптический элемент - оправа элемента - элементы крепления оправы. Это связано с разными коэффициентами термического расширения используемых материалов и механическими напряжениями в местах крепления деталей.Along with the determination of the properties of materials of optical elements operating in a wide temperature range, it is of great importance to study the assemblies of the optical element - the frame of the element - the fastening elements of the frame. This is due to different coefficients of thermal expansion of the materials used and mechanical stresses at the points of attachment of parts.

Традиционно влияние этих факторов на качество изображения, формируемого оптическими элементами, определяют при термоиспытаниях, измеряя термоаберрации. Под термоаберрациями понимают разность аберраций формы поверхности оптических элементов до и после температурного воздействия. Влияние механических напряжений при креплении оптических элементов также исследуют дифференциальными методами.Traditionally, the influence of these factors on the quality of the image formed by optical elements is determined during thermal tests by measuring thermal aberrations. Thermal aberrations are understood as the difference between the aberrations of the surface shape of optical elements before and after exposure to temperature. The influence of mechanical stresses during fastening of optical elements is also investigated by differential methods.

Проблемой дифференциальных (относительных) интерферометрических измерений является определение относительно малых аберраций при термо или механическом воздействии на фоне больших собственных аберраций волнового фронта, отраженного от асферической поверхности или высокоапертурной сферической поверхности, расположенной за иллюминатором (термоаберрации обычно измеряются в термовакуумной камере). При малых аберрациях отраженного волнового фронта (совместно с иллюминатором 2-3λ) дифференциальные измерения можно производить обычным амплитудным интерферометром, зарегистрировав и расшифровав интерферограммы начального и конечного состояния объекта, и найдя разность аберраций. Если начальные аберрации больше 2-3λ, возможно применение быстродействующего фазового интерферометра. Требование высокого быстродействия определяется большим виброфоном в термовакуумной камере, что не позволяет применять самые распространенные интерферометры последовательного фазового сдвига.The problem of differential (relative) interferometric measurements is the determination of relatively small aberrations under thermal or mechanical action against the background of large intrinsic aberrations of the wavefront reflected from an aspherical surface or a high-aperture spherical surface located behind a window (thermal aberrations are usually measured in a thermal vacuum chamber). With small aberrations of the reflected wavefront (together with a 2-3λ illuminator), differential measurements can be performed with a conventional amplitude interferometer, registering and decoding the interferograms of the initial and final states of the object, and finding the difference in aberrations. If the initial aberrations are more than 2-3λ, it is possible to use a high-speed phase interferometer. The requirement for high performance is determined by a large vibraphone in a thermal vacuum chamber, which does not allow the use of the most common sequential phase shift interferometers.

Все дальнейшие ссылки на диапазон работы интерферометра имеют приблизительную величину, поскольку разрешение интерференционной картины фотоприемником зависит от многох факторов, например, таких как: количество элементов фотоприемника, рабочая длины волны, форма эталонной волны в интерферометре, параметры асферизации измеряемых поверхностей (градиента поверхностей).All further references to the range of the interferometer have an approximate value, since the resolution of the interference pattern by the photodetector depends on many factors, for example, such as: the number of photodetector elements, the operating wavelength, the form of the reference wave in the interferometer, the parameters of the measured surfaces (surface gradient) aspherization.

Быстродействующие фазовые интерферометры, например, MarSurf F1 3100 VB фирмы Marh, существуют, однако они дороги, имеют сложную конструкцию и составляют малую долю фазовых интерферометров, существующих на рынке. При этом даже они имеют ограниченный диапазон работы (до 20 λ).High-speed phase interferometers, such as Marh's MarSurf F1 3100 VB, exist, but they are expensive, complex in design and represent a small fraction of phase interferometers on the market. Moreover, even they have a limited range of operation (up to 20 λ).

Больший диапазон измерений и высокое быстродействие имеют муаровые интерферометры.Moiré interferometers have a larger measurement range and high speed of response.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является интерферометр, работающий по муаровому способу с компьютерно-генерированной интерферограммой в качестве эталонной картины сравнения [Пат. US №8482740, МПК G01B 11/02, публ. 09.07.2013 г.], выбранный нами в качестве прототипа.The closest in technical essence to the claimed is an interferometer operating according to the moiré method with a computer-generated interferogram as a reference comparison pattern [US Pat. US No. 8482740, IPC G01B 11/02, publ. 07/09/2013], which we have chosen as a prototype.

Интерферометр типа Тваймана-Грина включает лазер, расширитель, светоделитель в виде оптического клина, размещенное в опорной ветви эталонное плоское зеркало, установленное на осевой линейный пьезопривод, соединенный через блок управления с ЭВМ, размещенный в рабочей ветви объектив, проекционную систему и матричный фотоприемник, соединенный с ЭВМ.An interferometer of the Twyman-Green type includes a laser, an expander, a beam splitter in the form of an optical wedge, a reference flat mirror placed in the reference branch, mounted on an axial linear piezo drive connected through a control unit with a computer, a lens located in the working branch, a projection system and a matrix photodetector connected with a computer.

Интерферометр работает следующим образом.The interferometer works as follows.

Излучение лазера проходит расширитель, полученный параллельный пучок отражается от светоделительной поверхности светоделителя в виде оптического клина и направляется в опорную ветвь на эталонное плоское зеркало. Отраженный от эталонного плоского зеркала пучок в обратном ходе проходит светоделитель, проекционную систему и попадает на матричный фотоприемник. Прямо прошедший светоделитель пучок проходит эталонный объектив в рабочей ветви, отражается от объекта контроля (асферическая поверхность), проходит в обратном ходе эталонный объектив, отражается от светоделительной поверхности светоделителя, проходит проекционную систему и попадает на матричный фотоприемник. В плоскости фотоприемника образуется интерференционная картина, вид которой определяется разностью фаз излучения в объектной и опорной ветвях интерферометра.The laser radiation passes through the expander, the resulting parallel beam is reflected from the beam splitting surface of the beam splitter in the form of an optical wedge and is directed to the reference branch on the reference plane mirror. The beam reflected from the reference plane mirror passes the beam splitter, the projection system, and hits the matrix photodetector in the return path. The beam directly passed through the beam splitter passes the reference lens in the working branch, is reflected from the test object (aspherical surface), passes the reference lens in the opposite direction, is reflected from the beam splitting surface of the beam splitter, passes the projection system and hits the matrix photodetector. An interference pattern is formed in the plane of the photodetector, the form of which is determined by the phase difference of the radiation in the object and reference branches of the interferometer.

Интерференционная картина в виде изображения вводится в ЭВМ, где из нее вычитается компьютерно-генерированная эталонная картина (CGR). Компьютерно-генерированная эталонная картина рассчитывается с учетом формы контролируемой поверхности и хода лучей в интерферометре. В результате вычитания образуется муаровая картина, которая характеризует отклонение формы поверхности от расчетной.An interference pattern in the form of an image is entered into a computer, where a computer-generated reference pattern (CGR) is subtracted from it. The computer-generated reference pattern is calculated taking into account the shape of the controlled surface and the path of the beams in the interferometer. As a result of subtraction, a moiré pattern is formed, which characterizes the deviation of the surface shape from the calculated one.

Для работы интерферометра в режиме с последовательным сдвигом фазы изменяют длину оптического хода в опорной ветви, смещая эталонное плоское зеркало при помощи линейного пьезопривода по команде от ЭВМ. Число и величина шагов привода зависят от алгоритма обработки (известны). Фаза в муаровой картине изменяется по такому же закону, что и изменение фазы в опорном плече интерферометра. Алгоритмы расчета фазы волнового фронта по набору сдвинутых по фазе картин известны.To operate the interferometer in a mode with a sequential phase shift, the length of the optical path in the reference branch is changed by shifting the reference flat mirror using a linear piezo drive on command from the computer. The number and size of drive steps depend on the processing algorithm (known). The phase in the moire pattern changes according to the same law as the phase change in the reference arm of the interferometer. Algorithms for calculating the phase of the wavefront from a set of phase-shifted patterns are known.

Дифференциальные измерения таким интерферометром можно выполнять, последовательно контролируя начальное и конечное состояние объекта.Differential measurements with such an interferometer can be performed by sequentially monitoring the initial and final state of the object.

При использовании обычного высокоразрешающего матричного фотоприемника диапазон измерения аберраций не превышает 50 λ.When using a conventional high-resolution matrix photodetector, the aberration measurement range does not exceed 50 λ.

Техническим эффектом заявляемого устройства является расширение функциональных возможностей интерферометра путем обеспечения работы в нескольких режимах: амплитудном, фазовом и муаровом при увеличении диапазона измерения дифференциальных аберраций оптических поверхностей и увеличении точности работы в амплитудном режиме.The technical effect of the proposed device is to expand the functionality of the interferometer by providing operation in several modes: amplitude, phase and moiré with an increase in the measurement range of differential aberrations of optical surfaces and an increase in the accuracy of operation in the amplitude mode.

Такой технический результат достигнут нами, когда в интерферометре с функцией дифференциальных измерений, включающем лазер, расширитель лазерного пучка, светоделитель в виде оптического клина, размещенные по ходу луча в опорной ветви эталонное плоское зеркало с угловыми ортогональными подвижками и линейным осевым пьезоприводом, подключенным к ЭВМ через блок управления, размещенный в рабочей ветви эталонный объектив, проекционную систему и матричный фотоприемник, подключенный к ЭВМ, новым является то, что эталонное плоское зеркало с линейным пьезоприводом дополнительно размещено на угловом пьезоприводе, подключенном к ЭВМ через блок управления, а перед эталонным объективом в рабочей ветви установлены сменные компенсаторы сферической аберрации.We have achieved such a technical result when in an interferometer with a differential measurement function, including a laser, a laser beam expander, a beam splitter in the form of an optical wedge, a reference plane mirror with angular orthogonal movements and a linear axial piezoelectric drive connected to the computer via the control unit, located in the working branch, the reference lens, the projection system and the matrix photodetector connected to the computer, new is that the reference flat mirror with a linear piezo drive is additionally placed on the angular piezo drive connected to the computer through the control unit, and in front of the reference lens in the working branches installed replaceable compensators of spherical aberration.

На фиг. 1 приведена функциональная схема интерферометра, где лазер 1, расширитель 2 лазерного излучения, светоделитель 3 в виде оптического клина, поворотное плоское зеркало 4, эталонное плоское зеркало 5, ортогональная двухкоординатная угловая подвижка 6, угловой пьезопривод 7, линейный пьезопривод 8, проекционная система 9, матричный фотоприемник 10, эталонный объектив 11, компенсатор 12 сферической аберрации, блок 13 управления пьезоприводом, ЭВМ 14.FIG. 1 shows a functional diagram of an interferometer, where a laser 1, an expander 2 of laser radiation, a beam splitter 3 in the form of an optical wedge, a rotary flat mirror 4, a reference flat mirror 5, an orthogonal two-coordinate angular displacement 6, an angular piezo drive 7, a linear piezo drive 8, a projection system 9, matrix photodetector 10, reference lens 11, spherical aberration compensator 12, piezoelectric drive control unit 13, computer 14.

На фиг. 2 приведены картины настройки интерферометра в процессе контроля термоаберраций сферического зеркала за иллюминатором в термовакуумной камере, где А - интерферограмма сферического зеркала совместно с иллюминатором термовакуумной камеры (сферическая аберрация S=47λ), Б - интерферограмма начального состояния сферического зеркала совместно с иллюминатором при включенном угловом пьезоприводе (угол 27 угл. мин.), В - интерферограмма конечного состояния сферического зеркала совместно с иллюминатором при включенном угловом пьезоприводе (угол 30 угл. мин.) после изменения температуры, Г - муаровая картина между интерферограммами Б и В (наведенный астигматизм А=0,5 λFIG. 2 shows the pictures of the interferometer tuning in the process of monitoring the thermal aberrations of a spherical mirror behind the illuminator in the thermal vacuum chamber, where A is the interferogram of the spherical mirror together with the illuminator of the thermal vacuum chamber (spherical aberration S = 47λ), B is the interferogram of the initial state of the spherical mirror together with the illuminator when the angular piezo drive is turned on. (angle 27 arc min.), C - interferogram of the final state of the spherical mirror together with the illuminator with the angular piezo drive turned on (angle 30 arc min.) after changing the temperature, D - moire pattern between interferograms B and C (induced astigmatism A = 0 , 5 λ

Предлагаемый интерферометр работает следующим образом. При первоначальной настройке эталонное плоского зеркало 5 юстируют при помощи ортогональной подвижки 6 так, что «бесконечная полоса» интерферограммы соответствует центру поля эталонного объектива 11. Способы юстировки известны. Обычно к посадочному фланцу эталонного объектива 11, который с высокой степенью точности перпендикулярен оптической оси объектива, прижимают плоское автоколлимационное зеркало и двухкоординатной угловой подвижкой 6 добиваются на приемнике 10 «бесконечной полосы».The proposed interferometer operates as follows. During the initial adjustment, the reference plane mirror 5 is adjusted by means of an orthogonal slider 6 so that the "infinite band" of the interferogram corresponds to the center of the field of the reference objective 11. The alignment methods are known. Usually, a flat autocollimation mirror is pressed against the landing flange of the reference lens 11, which is perpendicular to the optical axis of the lens with a high degree of accuracy, and an "endless strip" is achieved on the receiver 10 with a two-coordinate angular shift 6.

При работе в амплитудном режиме интерферометр настраивают на «бесконечную полосу» поперечным смещением интерферометра, а настройку на полосы осуществляют включением по команде от ЭВМ 14 через блок 13 управления пьезоприводом углового пьезопривода 7, осуществляющего угловое перемещение эталонного плоского зеркала на угол, соответствующий пятнадцати - двадцати интерференционным полосам. Таким образом, эталонный объектив 11 всегда работает центром поля, что исключает дополнительные ошибки при контроле, связанные с его полевыми аберрациями, в отличие от большинства интерферометров, настройка на полосы в которых осуществляется смещением интерферометра. Затем осуществляют регистрацию интерференционной картины матричным приемником 10 и считывание изображения в память ЭВМ 14 для последующей обработки (определения формы волнового фронта). При отключении углового пьезопривода 7 настройка интерферометра возвращается на «бесконечую полосу».When operating in the amplitude mode, the interferometer is tuned to an "endless band" by the transverse displacement of the interferometer, and tuning to the bands is carried out by turning on the angular piezo-drive 7 through the piezoelectric drive control unit 13 through the piezoelectric drive control unit 13, which carries out the angular movement of the reference flat mirror at an angle corresponding to fifteen to twenty interference stripes. Thus, the reference objective 11 always operates as the center of the field, which excludes additional errors during testing associated with its field aberrations, in contrast to most interferometers, in which tuning to the fringes is carried out by shifting the interferometer. Then, the interference pattern is registered by the matrix receiver 10 and the image is read into the computer memory 14 for subsequent processing (determining the shape of the wavefront). When the angular piezo drive 7 is turned off, the interferometer setting returns to the "infinite strip".

При настройке интерферометра на «бесконечую полосу» и использовании линейного пьезопривода 8, реализующего шаговое линейное осевое смещение эталонного зеркала 5, интерферометр работает в фазовом режиме с последовательным сдвигом фазы, что значительно повышает точность контроля. Принцип работы фазового интерферометра с последовательным механическим сдвигом фазы известен. При этом ЭВМ 14 по программе выдает последовательные сигналы на блок 13 управления пьезоприводом на осевое перемещение эталонного зеркала 5 и считывание информации с матричного ИК приемника 10 в память ЭВМ 14. Величина осевого шага эталонного зеркала 5 и количество шагов определяются используемым алгоритмом обработки. Алгоритмы работы интерферометра в фазовом режиме с последовательным сдвигом фазы известны.When the interferometer is tuned to an "infinite strip" and a linear piezo drive 8 is used, which implements a step linear axial displacement of the reference mirror 5, the interferometer operates in a phase mode with a sequential phase shift, which significantly increases the control accuracy. The principle of operation of a phase interferometer with a sequential mechanical phase shift is known. In this case, the computer 14, according to the program, issues sequential signals to the piezoelectric drive control unit 13 for the axial movement of the reference mirror 5 and reading the information from the matrix IR receiver 10 into the memory of the computer 14. The value of the axial step of the reference mirror 5 and the number of steps are determined by the processing algorithm used. Algorithms for interferometer operation in the phase mode with a sequential phase shift are known.

Амплитудный режим работы интерферометра используют при контроле в условиях воздействия вибрационных помех, когда скорость считывания информации в фазовом режиме с последовательным сдвигом фазы недостаточна.The amplitude mode of operation of the interferometer is used for monitoring under conditions of vibration interference, when the speed of information readout in the phase mode with a sequential phase shift is insufficient.

Фазовый режим используют при высокоточных измерениях формы волнового фронта оптических систем на виброизолированном столе.The phase mode is used for high-precision measurements of the wavefront shape of optical systems on a vibration-insulated table.

При дифференциальном контроле аберраций функцию компьютерно-генерированной интерферограммы выполняет интерферограмма начального состояния поверхности, что упрощает процесс подготовки (не надо генерировать компьютерную интерферограмму) и процесс юстировки (не надо программно совмещать интерферограммы начального и конечного состояния поверхности).In differential control of aberrations, the function of a computer-generated interferogram is performed by an interferogram of the initial state of the surface, which simplifies the preparation process (no need to generate a computer interferogram) and the alignment process (no need to programmatically combine the interferograms of the initial and final state of the surface).

В режиме муарового дифференциального интерферометра при контроле сферических поверхностей начальную картину настраивают на «бесконечную полосу» (при контроле асферики на кольцевую картину) поперечным смещением интерферометра и наклонами держателя контролируемой поверхности (см. фиг. 2), а настройку интерференционной картины на полосы осуществляют включением по команде от ЭВМ 14 через блок управления пьезоприводом 13 углового пьезопривода 7, осуществляющего угловое перемещение эталонного плоского зеркала на угол, соответствующий максимуму разрешаемых интерференционных полос для данного фотоприемника (более 200 полос) и запоминают в памяти ЭВМ 14. Конечную картину регистрируют аналогичным образом, только перемещение эталонного плоского зеркала выполняют на другой угол, отличающийся от первого таким образом, чтобы разность полос была 15 -20.In the mode of a moiré differential interferometer, when testing spherical surfaces, the initial pattern is tuned to an "infinite strip" (when controlling the aspheric to an annular pattern) by the transverse displacement of the interferometer and tilts of the holder of the controlled surface (see Fig. 2), and the interference pattern is adjusted to stripes by switching on command from the computer 14 through the control unit of the piezo drive 13 of the angular piezo drive 7, which carries out the angular movement of the reference plane mirror at an angle corresponding to the maximum of the resolvable interference fringes for this photodetector (more than 200 bands) and is stored in the memory of the computer 14. The final picture is recorded in the same way, only the movement the reference plane mirror is made at a different angle, different from the first, so that the difference in fringes is 15 -20.

Затем из конечной интерференционной картины вычитают начальную картину. При вычитании образуется муарововая картина, характеризующая дифференциальные аберрации.Then, the initial pattern is subtracted from the final interference pattern. Subtraction produces a moire pattern that characterizes differential aberrations.

В отличие от известных устройств, угловой привод 7 работает в нескольких режимах: при амплитудном режиме работы интерферометра он осуществляет настройку на заданное количество полос интерферограммы, а в режиме дифференциального муарового интерферометра задает также несущую частоту интерференционной картины и частоту муаровой картины.In contrast to the known devices, the angular drive 7 operates in several modes: in the amplitude mode of the interferometer, it tunes to a given number of interferogram fringes, and in the differential moiré interferometer mode, it also sets the carrier frequency of the interference pattern and the frequency of the moiré pattern.

Если сферическая аберрация контролируемой асферической поверхности создает интерференционную картину, не разрешаемую фотоприемником, перед эталонным объективом устанавливают компенсатор сферической аберрации (сферическая аберрация третьего порядка составляет основную часть аберраций асферической поверхности).If the spherical aberration of the monitored aspherical surface creates an interference pattern that is not resolved by the photodetector, a spherical aberration compensator is installed in front of the reference lens (the third-order spherical aberration is the main part of the aberrations of the aspherical surface).

Применение сменных компенсаторов сферической аберрации позволяет существенно расширить диапазон дифференциального контроля асферических поверхностей. Суммарная сферическая аберрация системы компенсатор - эталонный объектив - асферическое зеркало не должна превышать 50λ.The use of replaceable compensators for spherical aberration can significantly expand the range of differential control of aspherical surfaces. The total spherical aberration of the compensator - reference lens - aspherical mirror system should not exceed 50λ.

Пример конкретного исполнения.An example of a specific execution.

По схеме, приведенной на фиг.1, разработан и изготовлен опытный образец интерферометра на длину волны λ=0,53 мкм. В качестве источника 1 излучения использован лазер типа LSM-S-111 производства АО «Лазер Экспорт», Москва. В качестве матричного фотоприемника использована матрица типа формата 4640×2812 элементов производства фирмы Ximea, ФРГ. Светоделитель 3 выполнен в виде оптического клина с углом при вершине 0,5 из стекла К8. На одну поверхность клина нанесено 50% многослойное светоделительное покрытие, на другую поверхность нанесено многослойное просветляющее покрытие. Все оптические элементы расширителя 2, проекционной системы 9, эталонного объектива 11, компенсатора 12 сферической аберрации выполнены из оптического стекла. Сменные компенсаторы 12 рассчитаны на компенсацию сферической аберрации 50λ, 100λ, 150λ.According to the scheme shown in Fig. 1, a prototype of an interferometer for a wavelength of λ = 0.53 μm was developed and manufactured. A laser of the LSM-S-111 type produced by AO Laser Export, Moscow, was used as a radiation source 1. As a matrix photodetector, a matrix type of 4640 × 2812 format elements manufactured by Ximea, Germany was used. The beam splitter 3 is made in the form of an optical wedge with an apex angle of 0.5 made of K8 glass. One surface of the wedge is coated with a 50% multilayer beam-splitting coating, the other surface is coated with a multilayer antireflection coating. All optical elements of the expander 2, the projection system 9, the reference lens 11, and the spherical aberration compensator 12 are made of optical glass. Replaceable compensators 12 are designed to compensate for spherical aberration 50λ, 100λ, 150λ.

Для сокращения габаритов в схему введено поворотное зеркало 4.To reduce the dimensions, a rotary mirror 4 was introduced into the circuit.

В линейном пьезоприводе используется линейный пьезоактюатор РРА10М, в угловом пьезоприводе используется линейный пьезоактюатор АРА900М производства фирмы Cedrat Technologies, Франция.A linear piezo actuator PPA10M is used in a linear piezo actuator, a linear piezo actuator ARA900M manufactured by Cedrat Technologies, France, is used in an angular piezo actuator.

Преобразование линейного перемещения пьезоактюатора в угловое перемещение эталонного зеркала производится традиционной рычажной конструкцией с замыканием пружиной. Пьезоактюатор АРА900М имеет большой диапазон перемещений благодаря механическому усилителю, поэтому удалось выполнить угловую подвижку с диапазоном работы до 0,8 угл.град., что позволило осуществить несколько режимов работы интерферометра на одном пьезоприводе. Благодаря тому, что пьезоактюатор имеет малый гистерезис, настройка интерферометра на необходимое число полос и возврат к настройке на бесконечно широкую полосу производится без применения дополнительных датчиков угла. При этом эталонный объектив 11 работает всегда центром поля, что исключает дополнительную волновую ошибку.The transformation of the linear movement of the piezo actuator into the angular movement of the reference mirror is performed by a traditional lever structure with a spring closure. The ARA900M piezoactuator has a large range of displacements due to a mechanical amplifier, therefore, it was possible to perform an angular displacement with an operating range of up to 0.8 angular degrees, which made it possible to implement several modes of interferometer operation on one piezo drive. Due to the fact that the piezo actuator has a small hysteresis, the interferometer is tuned to the required number of bands and a return to the infinitely wide band is performed without the use of additional angle sensors. In this case, the reference objective 11 always works as the center of the field, which excludes an additional wave error.

Предполагается выпуск малой серии интерферометров для контроля термоаберраций зеркал.The production of a small series of interferometers for the control of thermal aberrations of mirrors is planned.

Claims

An interferometer with a differential measurement function, including a laser, an expander, a beam splitter in the form of an optical wedge, a reference plane mirror with angular orthogonal movements and a linear axial piezo drive connected to the computer through a control unit located in the working branch of a reference lens, placed along the beam in the reference branch, a projection system and a matrix photodetector connected to a computer, characterized in that a standard flat mirror with a linear piezo drive is additionally placed on an angular piezo drive connected to a computer through a control unit, and replaceable compensators of spherical aberration are installed in front of the reference lens in the working branch.