f J
6
4
сд
со Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике, предназначено дл измерени радиусов кривизны сферических зеркал и может быть использовано преимущественно в производстве, зан том изготовлением лазеров Известен способ ишерени радиусов кривиз ны сферических зеркал с помощью контактного сферометра ШНедостатками способа вл етс низка точность контрол , обусловленна тем, что зиачение радиуса кривизны определ етс на основании измерени стрелки прогаба поверхности, а также высока веро тность механического повреждени поверхности, что делает его непригодным дл измерени радиусов кривизны сферических лазерных мркал. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс способ измерени радиуса кривизны сферических лазериых зеркал, заключающийс в toM, что направл ют на изме р емое зеркало вдоль его оптической оси пучок лазерного излучеьш , регистрируют излучение после его взаимодействи с измер емым зеркалом и определ ют радиус кривизны . Недостатком извест юго способа вл етс сравнительно низка тошюсть измерений,обусловлен а тем, что значение радиуса кривизны зеркала определ етс по величине углового смещегш отраженного от него лазерного пучка при смещении зеркала на. известную величину в направлении, перпендикул рном оп тической оси. Целью изобретени вл етс повьпиение точности измерений., Поставлещи цель достигаетс тем, что согл но способу измерени радиуса кривизны сфершеских лазерных зеркал, заключающемус в том, что направ/шют на измер емое зеркало ( -ВДОЛЬ его оптической оси пучок лазерного из-, лучени , регистрируют излучение после его взаимодействи с измер емым зеркалом и опр дел ют радиус кривизны, формируют оптичес кий резонатор с использованием измер емого зеркала и помещаемого перед ним ш путо излучени вспомогательного плоского зеркала, осуществл ют согласювание резонатора с пучком излучени с иоюльзованием согласующей линзы, помещаемой на пути излучени перед резонатором, измер ют длину резонатора в согласованном положеШш, перемещают измер емое зеркало до иового положени согласовани резонатора с пучком излучени и вновь из мер ют длину резонатора, а измер емый радиу кривизны сферического зеркала определ ют ка сумму длин резонатора в согласованных полож ни х. Способ основан на использовании свойств сшгических резонаторов. Можно показать, что дл согласовани резонатора типа плоскостьсфера с пучком излучени лазера необходимо выбрать фокусное рассто ние f согласующей линзы и установить рассто ние dj от лазера до линзы и dj от линзы до лазера согласно формуламI, ii, 2 Mir 2 )l2 Ь,.,1«2- конфокальный параметр резонатора . Поэтому два резонатора типа плоскостьсфера с длинами Ll и Lj соответственно, имеющие одинаковые сфернческие зеркала с радиусом R, будут иметь одинаковые конфокальные , параметры, а следовательно, и одинаковые услови согласовани с каким-либо лазерным пуч1сом только в том случае, когда R LI + Lj. Критерием согласованности лазериого пучка и резонатора вл етс возбуждение в резонаторе только основной моды колебаний и отсутствие мод высщих пор дков. Измереиие дпины резонатора может быть осуществлено одним из известных способов, обеспечивающих необходимую точность, например методом совпадени дробных частей пор дка интерференции, методом определени частоты межмодовых б еннй при размещении в резонаторе ак1:ивного элемента лазера, методом модул ции лазерного Излучени И т.п. На чертеже изображен одан из возможных вариантов ус.тройства, реализующего способ. Устройство содержит расположенные последовательно лазер 1, согласующую линзу 2, плоское вспомогательное зеркало 3 и фотоприемник 4. Плоское зеркало 3 закреплено на пьезокерамическом здаменте 5, подключенном к выходу генератора. 6 низкой частоты, а выходы фотоприемника 4 и генератора б подключены к входам осцишюграфа 7. Измер емое сферичес-. кое зеркало 8 помещаетс между плоским зеркалом 3 и ютоприемником 4 так, что указанг. ные зеркала образуют оптический резонатор типа плоскосгъ-сфера. Способ осуществл етс следующим образом. Пучок излучени от лазера 1 проходит соглаукщую лин:1у 2, резонатор, образованный зералами 3, 8, и попадают щ фотоприемник 4. 3105 Пьезокерамический элемент 5, питающийс от генератора 6 низкой частоты, привод т зеркало 3 в возвратно-поступательное данжение вдоль спт чбсчхт осн. Одновременно напр жение от генератора б поступает на синхронизирующий осциллограф 7, а на его сигнальный вход - напр жение с выхода фотоприемника 4. В результате на экране осциллографа 7 наблюдаетс структура мод колебашй в резонаторе. Собственно процесс измерений радиуса кривизны зеркала 8 складываетс из следующих шера1а1й. Измен длины отрезков d и dj, а при необходимости и дгагау отрезка L, добпваютс согласовани резонатора с лазерным пучком. Контроль за согласованием ведут на экране осциллографа 7 мод колебаний высишх пор дков. Измер ют длину LI в согласованном поло жнии резонатора с лазерным пучком.Оставл без изменени отрезки d| и d}, перемещают зеркало 8 до нового положени согласовани и вновь измер ют длину Ц резонатора. Радиус кривизны измер емого зеркала 8 опре94204 деп гот как сумму длин резонатора в соглао ваи ых положени х т. е. R LI -t L). ; В случае, если Ц.л О, а Lj - R, чувствйтельность и погрешности согласовани резона гора с пучком резко возрастает. Поэтому дл уменьюенн погрешиост измерений радиуса кривизны зеркала 8. целесообразно выбпрать исходнуго длину LI резонатора по возможности малЫ1. ю Погрешность измерений длины резшатора не вносит существенного вклада в погрешность измерений радиуса кривизны зеркала 8, так как упом нутые способы в состо нии обеспечить точность измерени длины резонатора в apefffma. долей длины волиы используемого излучени . Способ обеспечивает повышение точности измерений радиуса кривизны сферических лазерных зеркал на один - даа пор дка по 2о равненто с известными способами, а погреш , ность измерений ор использовании предлагаем мого способа составл ет 0,0005-0,001%.