Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано , в частности, дл измерени . контура сечени прозрачных оптически элементов. Цель изобретени - измерение контура сечени элементов, имеющих слож ные криволинейные поверхности путем измерени изменени состо ни пол ри ;зации по сечению пучка линейно пол ризованного монохроматического излучени . На фиг. 1 изображена принципиальна схема устройства дл измерени контура сечени прозрачных оптически . элементов; на фиг. 2 - схема дл про ведени измерени ; на фиг. 3 - схема выполнени регистрирующей системы. Устройство содерлшт расположенные на одной оптической оси источник 1 монохроматического линейно пол ризованного излучени , например лазер, систему -2 формировани пучка, например коллиматор, держатель 3 измер емого элемента, выполненный в виде плоскопараллельной пластины с двум оптическими поверхност ми, установленной перпендикул рно оптической оси И; , резервуар 4, расположенный на пластине и заполненный иммерсион ной жидкостью 5 с показателем преломлени , равным показателю преломлени материала измер емого элемента 6, и регистрирующую систему 7. v. Стенки резервуара 4 приклеены к держателю 3, который образует дно резер вуара. Регистрирующа система 7 представ л ет собой пол риметр, выполненный с возможностью измерени угла вращени плоскости пол ризации по сечению пучка. Конструкци его предусматривает как измерение угла вращени в данной точке сечени пучка, так и отсчет координат данной точки. Пол риметр состоит из установленных последовательно друг за другом вдоль оп тической оси анализатора 8 (пол роида ), диафрагмы 9 и фотоприемника 10, например кремниевого фотодиода, подключенного к электронному блоку 11, в качестве которого может быть использовано электронный микроамперметр Анализатор 8, диафрагма 9 и фотоприемник 10 установлены на подвижной платформе 12, имеющей возможность не зависимого перемещени вдоль двух взаимно перпендикул рных осей х и у . 72 В качестве подвижной платформы 12° можно ис.псльзовать, например, столик с двухкоординатным перемещением с отсчётными узлами 13 и 14, например нониусными шкалами столика. Подвижна платформа 12 располагаетс на опоре 15. Сверху элементы, установленные на платформе 12, закрыты непрозрачной крышкой 16, устран ющей . паразитную засветку. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Перед проведением измерений необходимо подобрать оптически активную жидкость с показателем преломлени , равным показателю преломлени измер емого элемента 6, который должен быть заранее известен с нужнойточностью .- Точную подгонку показателей преломлени жидкости и элемента 6 можно осуществить, разбавл жидкость , в сортветствующем растворителе , измен температурный режим и длину волны излучени источника. После того, как зкидкость подобрана , необходима измерить величину сигнала .о фотоприемника 10 при пустом резервуаре 4 без жидкости 5 и измер емого элемента б. Этим автоматически учитываютс потери на френелевское отражение от поверхностей раздела плоскопараллельной пластины с данньм показателем преломлени . Эти потери одинаковы как дл пустого резервуара 4, так и дл заполненного жидкостью 5, при условии, что материал держател 3 имеет показатель преломлени , совпадающий с показателем преломлени жидкости 5. После этого оптический элемент 7 помещают в резервуар 4 на держатель 4 и заливают жидкость 5. Выбирают уровень жидкости 5, совпадающий с наибольшей высотой оптического элемента 6 относительно держател 3 (хот это и не об зательно). Высота уровн h должна быть измерена любым известным способом с необходимой точностью. В резервуаре слой жидкости 5 с огруженным в нее оптическим элементом 6 и держатель 3 образуют плоско- . араллельную деталь, проход через оторую параллельный пучок линейно пол ризованного монохроматического злучени остаетс параллельным. Изен етс только состо ние пол ризации о сечению пучка(при условии, что атериалы оптического элемента и дер3 . 1 жател не обладают -оптической акти ностью), и далее производ т измерен угла вращени по сечению пучка с од новременным отсчетом координат точе При этом площадь сечени пучка долж быть больще площади сечени элемента 6. По закону Малюса ( 1) 3 3„. cosoi интенсивность линейно пол ризованного излучени , пр шедшего через анализатор; интенсивность линейно пол ризованного излучени до прохождени через анализатор; угол поворота анализатора В устройстве анализатор 8 не повбрачиваетс и ориентирован на макси мальное пропускание. Вращение плоскости пол ризации в разных точках се чени измер емого элемента происходит за счет прохождени через оптически активную жидкость 5. При этом интенсивность излучени по сечению на- выходе анализатора 8 мен етс и это изменение измер етс фотоприемником 10 и электронным блоком 11. Учитьша (1), в случае линейного режима работы фотоприемника 10 t arccos (-4-) , - угол вращени плоскости пол ризации в данной точке сечени ; 1 - сигнал фотоприемника в дан ной точке сечени . При этом знак угла (хо совпадает со знаком величины удельного враще|ни ci7 Угол 0 } таким образом, начисл етс по текущему отсчету i в данной точке сечени . Оси X и Y перпендикул рны оси 2 . Если, например, измер етс величина сечени элемента 6 в точке А (фиг. 2) с координатами Х и Y и на выходе пол риметра в соотве тствии с (2) зарегистрирован угол вращени то, зна , можно определить длину пути 6 , пройденного в жидкости , следующим образом,.использу ( 1) . - Р Р -f Р о о ( т (i , - длина пути излучени , пройденного в жидкости 5 над элементом 6; 72 длина пути излучени , , пройденного в жидкости 5 под элементом 6. Тогда величина сечени элемента в данной точке А Т.- h - 6 . Таким образом последовательно измер в нужных точках угол вращени плоскости пол ризации, можно определить контур сечени оптического элемента 6. На практике может встретитьс случай, когда одна из .величин , или Ejизвестна по сечению с необходимой точностью, например, если деталь- плосковыпукла либо плосковогнута , или известен профиль одной из поверхностей, а профиль другой поверхности оптического элемента, например линзы, нужно измерить. В . этом случае приведенные формулы сох- ран ют силу, но дл их применени требуетс лишь заранее вычислить дл данной точки сечени Р, или f Формула изобретени , 1. Устройство дл .измерени контура сечени прозрачных оптических элементов, содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси источник излучени , систему формировани пучка, держатель измер емого элемента, выполненный в виде плоскопараллельной пластины, установленной перпендикул рно оптической оси, резервуар, расположенный на пластине и заполненньм иммерсионной жидкостью с показателем преломлени , равным . показателю преломлени материала измер емого элемента, и регистрирующую {систему, отличающее с тем, что, с целью измерени контура сечени элементов, имеющих сложные криволинейные поверхности, иммерсионна жидкость оптически активна, а регистрирующа система выполнена в виде пол риметра, установленного с возможностью измерени угла вращени плоскости пол ризации по сечению пучка. 2. Устройство по п. 1, отли5 ющеес тем, что пол риметр выполнен в виде платформы,установлен- . ной с возможностью перемещени вдоль вух осей,перпендикул рных оптическоЛ си, и последовательно установленных на платформе вдоль оптической оси нализатора, диафрагмы и фотоприемниа , св занного с электронным блоком.The invention relates to a measurement technique and can be used, in particular, for measurement. contour of the section of transparent optical elements. The purpose of the invention is to measure the contour of the cross section of elements having complex curved surfaces by measuring the change in the polar state; over the cross section of a beam of linearly polarized monochromatic radiation. FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for measuring a transparent optically sectional contour. elements; in fig. 2 is a circuit for measuring; in fig. 3 is a flow chart of the recording system. The device contains a source of monochromatic linearly polarized radiation located on the same optical axis, for example a laser, a beamforming system -2, for example a collimator, a holder 3 of the measured element made in the form of a plane-parallel plate with two optical surfaces set perpendicular to the optical axis I ; , a reservoir 4 located on a plate and filled with an immersion liquid 5 with a refractive index equal to the refractive index of the material of the measured element 6, and a recording system 7. v. The walls of the tank 4 are glued to the holder 3, which forms the bottom of the reservoir reservoir. The recording system 7 is a polarimeter configured to measure the angle of rotation of the polarization plane over the beam cross section. Its design provides for both the measurement of the angle of rotation at a given point of the beam cross section and the counting of the coordinates of this point. A polarimeter consists of successively installed one after another along the optical axis of the analyzer 8 (polaroid), the diaphragm 9 and the photodetector 10, for example, a silicon photodiode connected to the electronic unit 11, which can be used as an electronic microammeter Analyzer 8, aperture 9 and the photodetector 10 is mounted on a movable platform 12, having the possibility of independent movement along two mutually perpendicular axes x and y. 72 As a mobile platform 12 °, it is possible to use, for example, a table with two-coordinate movement with reading nodes 13 and 14, for example, with the vernier scales of the table. The movable platform 12 is located on the support 15. On top, the elements mounted on the platform 12 are closed with an opaque cover 16 that eliminates it. parasitic illumination. The proposed device works as follows. Before taking measurements, it is necessary to select an optically active liquid with a refractive index equal to the refractive index of the measured element 6, which must be known in advance with the desired accuracy. The exact adjustment of the refractive indices of the liquid and element 6 can be done by diluting the liquid in a suitable solvent, changing the temperature mode and the radiation wavelength of the source. After the pickup is selected, it is necessary to measure the magnitude of the signal of the photodetector 10 with an empty tank 4 without liquid 5 and the measured element b. This automatically takes into account losses due to Fresnel reflection from the interface surfaces of a plane-parallel plate with a given refractive index. These losses are the same for both the empty tank 4 and the liquid-filled 5, provided that the material of the holder 3 has a refractive index coinciding with the refractive index of the liquid 5. After this, the optical element 7 is placed in the tank 4 on the holder 4 and the liquid 5 is poured . Select the level of the liquid 5 that coincides with the highest height of the optical element 6 relative to the holder 3 (although this is not necessary). The height of the level h must be measured by any known method with the required accuracy. In the reservoir, a layer of liquid 5 with an optical element 6 immersed in it and the holder 3 form a plane. a parallel detail, the passage through a single parallel beam of linearly polarized monochromatic radiation remains parallel. Only the state of polarization with the beam section is changed (provided that the materials of the optical element and the receiver 3 have no optical activity), and then the angle of rotation is measured over the beam cross section with a simultaneous reading of the coordinates of the point. beam sections should be larger than the cross-sectional area of element 6. According to the Malus law (1) 3 3 ". cosoi intensity of linearly polarized radiation transmitted through the analyzer; intensity of linearly polarized radiation before passing through the analyzer; analyzer rotation angle In the device, the analyzer 8 is not rotatable and is oriented to the maximum transmission. The rotation of the polarization plane at different points in the cross section of the measured element occurs due to the passage through the optically active liquid 5. At the same time, the radiation intensity over the cross section of the analyzer 8 output changes and this change is measured by the photodetector 10 and the electronic unit 11. Uchitsh (1 ), in the case of linear operation of the photodetector 10 t arccos (-4-), is the angle of rotation of the polarization plane at a given section point; 1 — photodetector signal at a given point of the cross section. At the same time, the sign of the angle (xo coincides with the sign of the specific rotation value | nor ci7 Angle 0}, thus, is calculated on the current sample i at the given section point. Axes X and Y are perpendicular to axis 2. If, for example, the value of the section of an element is measured 6 at point A (Fig. 2) with coordinates X and Y and at the exit of the polarimeter, in accordance with (2), the angle of rotation is recorded. You can determine the length of the path 6 passed in the liquid, as follows, using (1 ). - Р Р -f Р о о (t (i, is the length of the radiation path traveled in fluid 5 above element 6; 72 is the length of the path In this case, the angle of rotation of the polarization plane can be determined successively by measuring the angle of rotation of the polarization plane at the desired points. In practice, There is a case when one of the magnitudes, or Ej, is known by cross-section with the required accuracy, for example, if the part is flat-convex or flat-concave, or the profile of one of the surfaces is known, and the profile of the other surface of the optical element, for example a lens, is needed to measure. AT . In this case, the given formulas preserve the force, but for their application it is only necessary to calculate in advance for a given point of the cross section P, or f. 1. An apparatus for measuring the cross section contour of transparent optical elements, containing in series on the same optical axis , beam forming system, the holder of the measured element, made in the form of a plane-parallel plate, installed perpendicular to the optical axis, a reservoir located on the plate and filled immersion second fluid with a refractive index equal. the refractive index of the material of the element being measured, and the recording system (distinguished by the fact that, in order to measure the contour of a section of elements having complex curvilinear surfaces, the immersion liquid is optically active, and the recording system is made in the form of a polarimeter installed to measure the angle of rotation polarization plane over the beam section. 2. The device according to claim 1, characterized by the fact that the polarimeter is made in the form of a platform, installed-. with the ability to move along the axis of the axes, perpendicular to the optical system, and sequentially installed on the platform along the optical axis of the detector, the diaphragm and photoreceiver associated with the electronic unit.
33
f j(f j (
itf.itf.
IdId
IfIf
1515