SU1046606A1 - Интерферометр дл измерени неплоскостности и непр молинейности поверхностей - Google Patents

Abstract

1. ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕПЛОСКОСТНОСТИ И НЕПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси монохроматический источник света, автоколлимационную телескопическую систему, формирователь информационного и референтного световых пучков и отражатель информационного светового пучка,о т л и ч а|Ю щ и и с   тем,что,с целью повышени  точности и производительности измерени ,он снабжен оптическим блоком отклонени  светового пучка,расположенным между автоколлимационной телескопической системой и формирователем, который выполнен в виде стекл нной пластины с образцовой поверхностью, обращенной к, отражателю, выполненному в виде плоского зеркала, формирователь и отражатель установлены с возможностью наклона к оптической оси. 2. интерферометр по п. 1, о т л ич а ю щ и и с -  тем, что оптический блок отклонени  светового пучка выполнен в виде плоского зеркала, жестко св занного с формирователем и установленного под углом 45° к оптической оси. (/) . 3. Интерферометр по п. 1, отличающийс  тем, что оптический блок отклонени  светового пучка выполнен в виде двух вращающихс  друг относительно друга оптических клиньев.

Description

f

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к приборам дл  бесконтактного измерени  неплоскостности и непр молинейности доведенных, шлифованных и шаброванных поверхностей как малой,«так и большой прот женностир и может быть использовано, например дл  измерени  Неплоскостности и непр моли- . нейности повероч-ных плит и линеек, направл ющих станков и т.д.

Известен интерферометр дл  измерени  неплоскостности и непр молинейности поверхностей, содержащий монохроматический источник света, автоколлимационную телескопическую систему, формирователь информационного и референтного световых пучков , установленный перед контролируемой поверхностью, и отражатель информационного светового пучка, уста новлеиный за контролируемой поверхностью . В данном интерферометре формирователь и отражатель выполнены в виде соответственно прозрачной и отражательной дифракционных решеток с различными частотам f) .

Недостатками интерферонетра  вл ютс  сложность конструкции и больша  сложность автоматизации процесса измерен 5  объектов с различной длиной контролируемой поверхности. Кроме того j дл  обеспечени  высокой точности измерени  необходимо точное совмещение на отражателе оптических осей информационного и референтного световых ,пучков,

о Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вллетс  интерфарометр дл  измерени  неплоскостно.сгк и непр молинейности поверхностей, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси монохроматический источник света,автоколлимационную телескопическую систему, формирователь информационного и референтного световых пучков к отражатель информационного светового пучка.Формиров а те ль и отражатель в нзвестнсж интерферометре выполнены в виде оп-, тического клина, у которого на, пе редннно по ходу светового пучка по- , верхность нанесено светоделительмое покрытие, а на задйюго поверхность отражающее покрытие Н «

Известный -интерферометр имеет низкую точность -и производительность измерени  Это обусловлено тбм, что кажда  пара оптических клиньев обеспечивает полное заполнение зрачка автоколлкмациоиной телескопической система при измерении поверхности только одной конкретной длины, В случае, если она меньше, уменьшаетс  рабочий световой поток, а главное не будет обеспечиватьс  полное заполнение зрачкао Вследствие этого размеры интерференционной картины

и ее освещенность будут различными, что приводит к снижению точности измерени . На точность измерени  также вли ет погрешность при совмещении на отражателе оптических осей информационного и референтного световых пучков.

Кроме того, сложность- обработки интерферограмм не позвол ет получить высокую производительность измерени .

Цель изобретени  - повышение точности и производительности измерени  „

Поставленна  цель достигаетс  тем что интерферометр дл  измерени  неплоскрстности и непр молинейности поверхностей, содержащий последовательно расположенные на, одной оптической оси монохроматический источник света, автоколлимационную телескопическую систему, формирователь информационного и референтного световых пучков и отражатель информационного светового пучка, снабжен оптическим блоком отклонени  светового пучка, расположенным между автоколлимационной телескопической системой и формирователем, который вьтолнеи в виде стекл нной пластины с образцово поверхностью, обращенной к отражателю, ВЕлюлненн.ому в вид плоского зеркала, формирователь и отражатель установлены с возможностью наклона к оптической оси. .

Кроме того, оптический блок отклонени  светового пучка вьтолнен в вид плоского зеркала, жестко св занного с формирователем и установленного под углом 45 к оптической оси.

. Кроме того, оптический блок отклонени  светового пучка выполнен в виде двух вращакщихс  друг относительно друга оптических клиньев.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема интерферометра дл  измерени  неплоскостности и непр молинейности поверхностей; на фиг. 2 - принципиальна  схема интерферометра в случае выполнени  оптического блока отклонени  светового пучка в виде плоского зеркала, жестко св занного с формирователем, вид сверху.

Интерферометр (фиг. 1) содержит монохроматический источник света, напрмер лазер 1, автрколлимадиоиную телескопическую систему, состо кнцую из микрообъектива 2, светоделител , выполненного, например, в виде светоделитель ной пластины 3, и коллиматорного объектива 4, оптический блок отклонени  светового пучка, выполненный в виде двух вращающихс  друг относительно друга- оптических клиньев 5 и б, формирователь ин 1юрмационного и реф.ентного световых пучков, вьтолненнь й в виде стекл нной пластины 7 с образцовой поверхностью А, отражатель информационного светового пучка, вьтолненный в виде плоского зеркала 8, углоизмери тельный датчик 9 формировател  и уг лоизмерительный датчик 10 отражател Между формирователем и отражателем расположена контролируема  поверхность 11, Интерферометр (фиг. 2) вместо оп тических клиньев 5 и 6 содержит плоское зеркало 12, которое посредством общего основани  13 жестко св зано со стекл нной пластиной 7. Интерферометр (фиг. 1) работает следующим образом. Лазер 1 направл ет световой луч в автоколлимационную телескопическу систему, формирующую расширенный и (рллимйрованный световрй пучок. Про д  микроовъектив 2, светоделительную пластину 3 и коллиматорный объектив 4 автоколлимационной телескопической системы, световой пучок направл етс  на оптические клинь  5 и 6, которые отклон ют его в сторону контролируемой поверхности 11 1 на угол . За оптическими клинь ми 15 и 6 перед контролируемой поверхностью 11 расположена стекл нна  пластина 7, образцова  поверхность которой перпендикул рна падающему на нее световому пучку. Пластина 7 формирует два световых пучка, один из которых отражаетс  от образцовой поверхности А и образует референтный световой пучок, а второй проходит через пластину 7 и образует информационный световой пучок. Информационный световой пучок пгщает на контролируемую поверхность 11, отражаетс  от нее и направл етс  на плоское зеркало 8. Отражающа  повер ность зеркала 8 расположена перпенд кул рно падающему на нее информационному световому пучку, благодар  чему он,.отразившись, возвращаетс  в строго обратном направлении снова на контролируемую поверхность 11, а затем на стекл нную пластину 7. На образцовой поверхности А стекл нной пластины 7 информационный световой пучок интерферирует с референтньш световым пучком и направл етс  совместно с ним последовательно на оптические клинь  6 и 5, коллиматорны объектив 4 и сЬетоделительную пластину 3, отразившись от которой соби раетс  в фокальной плоскости F коллиматорного объектива 4. При измерении неплоскостности и напр молинейности поверхностей про , исходит следующее. Плоский волновой фронт информаци онного светового пучка, вследствие его взаимодействи  с контролируемой поверхностью 11 претерпевает дважди искажени , пропорциональные макрои микронеровност м контролируемой поверхности 11. Искажени  волнового фронта информационного светового пучка визуализируютс  в виде искривлени  информационных полос интерференционной картины, при этом искривление полос.интерференционной картины на ширину одной интерференционной полосы соответствует непр молинейнрс А ти контролируемой поверхности -j-,, 154 пес где - длина волны источника света, а ot - угол между информационные световым пучком и контролируемой поверхностью . Перед началом измерени  с целью обеспечени  полно1 о заполнени  зрачка автоколлимационной телескопической системы выполн ют следующие операции . Устанавливают все механизмы регулировки положени  оптических клиньев 5 и 6, пластины 7 и зеркала 8 в нулевое положение. Определ ют по фо{ 1улеЫ.- arctg г- оптимальное значение угла oL , где D - диаметр светового пучка, а L - длина контролируемой поверхности. Наклон ют пластину 7 и зеркало 8 в сторону -контролируемой поверхности на уголо , контролиру  его при помощи углоизмерительных датчиков 9 и 8. Разворачива  друг относительно друга оптические клинь  5 и 6, добиваютс  п-адени  по нормали светового пучка на образцовую поверхность А пластины 7. Смеща  в вертикальном направлении все оптические элементы, расположенные перед КОНТЕЮлируемой поверхностью 11, выставл ют требуемое превышение Н опт1 ческой оси интерферометра над контролируемой поверхностью 11, которюе пред-; варительно вычисл ют по формуле Н «:(в+ j} tgoC , где В-рассто ние от кра  контролируемой поверхности 11 до образцовой поверхности А пластины 7. Тонкой регулировкой плоского зеркала 8 производ т окончательную настройку. Принцип действи  интерферометра (фиг. 2) аналогичен вышеописаннсму. Отличием  вл етс  только отсутствие сложной операции направлени  по нор-мали светового пучка на образцовую поверхность А пластины 7, так как эта операци  при повороте основани  13 на угол с6 выполн етс  автоматически . Таким образом, предлагаемый интерферометр обладает высокой точностью и производительностью измерени .

т.

N

О)

«Nt

Claims (3)

1. ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕПЛОСКОСТНОСТИ И НЕПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ, содержащий последовательно расположенные на од-j ной оптической оси монохроматический источник света, автоколлимационную телескопическую систему, формирователь информационного и референтного световых пучков и отражатель информационного светового пучка,о т л и чаюющий с я тем,что,с целью повышения точности производительности измерения, он снабжен оптическим блоком отклонения светового пучка,расположенным между автоколлимационной телескопической системой и формирователем, который выполнен в виде стеклянной пластины с образцовой поверхностью, обращенной к, отражателю, выполненному в виде плоского зеркала, формирователь и отражатель установлены с возможностью наклона к оптической оси.

2. Интерферометр по π. 1, отличающийся тем, что оптический блок отклонения светового пучка выполнен в виде плоского зеркала, жестко связанного с формирователем и установленного под углом 45° к ческой оси.

3. Интерферометр по п. 1, л и ч а ю щ и й с я тем, что ческий блок отклонения светового пучка выполнен в виде двух вращающихся друг относительно друга тических клиньев.

оптио т оптиопCi £ £

О) №