SU1456776A1 - Способ контрол оптических деталей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  кривизны поверх ностей и клиновидности оптических деталей. Цель изобретени  - повьше- ние точности контрол  - достигаетс  за счет определени  частоты оптических колебаний, соответствующей дифракции Брэгга. Монохроматическое излучение раздел ют на два параллельных-последовательно направл емых на контролируемую деталь пучка, параллельных оптической оси детапи. Отра- женнь1е пучки дифрагируют на решетке, образованной акустическими колебани ми в  чейке, возбуждаемыми перестраиваемым по частоте генератором электрических сигналов. Измен   частоту акустических колебаний перестраиваемым генератором электрических сигналов , добиваютс  режима дифракции Брэгга последовательно дл  каждого из отраженных от контролируемой детали пучков. Дифрагирован :ый световой поток фокусируют и регистрируют устройством регистрации. .Но значени м частот колебаний определ ют контролируемые параметры. 2. ил«

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  кривизны поверхностей и клиновидности оптических деталей.

Цель изобретени  - повышение точности контрол  за счет определени  частоты акустических колебаний, срот- ветствуыцей дифракции Брэгга,

На фиг.1 представлен ход отраженных от контролируемой детали лучей дл  различных вариантов конструкции детали с отража зщим покрытием и без него;на фиг.2 - схема устройства, по сн юща  реализацию предлагаемого способа дл  непрозрачной контролируемой детали.

В случае прозрачной плоско-сферической детали из оптического материала с показателем преломлени  п, на которую направлены параллачьно друг Rpyry два пучка монохроматического излучени  дл  каждого из пучков, возникают два отраженных от контролируемой детали пучка 1 и Г дл  первого и 2 и 2 дл  второго. При этом пучки 1 и 2 претерпевают преломление при прохождении внутри контро- . лируемой детали.

Дл  направлени  распространени  падающего излучени  близко к параллельному оптической оси детали и угле падени  ( угол отражени  7 с

42 СД

О

|

31456776

учетом преломлени  внутри детали равен « (2п -1), т.е.

V,(,(2п - 1) (1)

дл  первогоположени  пучка и

(2п - 1) (2)

дл  второгоположени  пучка.

С учетомвьшеизложенных условий

выполн ютс соотношени 

Вьпита  (4) из (3) с учетом (1) и (2), (6) и (7), получаем соотношени  дл  определени  радиуса кривизны оптической детали R

ЛЛ -i I -f,).(8)

10

R

2dV

ACf.-f)

или

R (2n - ), (9)

X,/RJ

,

(3) (4)

где X jX - рассто ние от осей пучков до оптической оси детали;

R - радиус кривизны контролируемой поверхности. Отраженные пучки, попада  на акус- тооптическую  чейку, дифрагируют и при выполнении услови  дифракции Брэгга каждому дифрагированному пучку соответствует угол Брэгга, определ емый из соотношени 

sin

G J-L

2V

(5)

де

f; 6:

- длина волны падаюр1ёго излучени ;

- екорость распространени  звука в акустооптической  чейке;

частота акустических колебаний; угол Брэгга,

Таким образом отраженным от поверхностей контролируемой детали пучкам 1

Г

2 , характеризую0 2 , 2 . СООТщимс  углами o/i v «-а г ветственно отвечают углы Брэгга & , t 6 64 отраженные от дифрагированной решетки акустических колебаний с частотами f.

3. 4

со / z ответственно,

Дп  малых углов (значени  которых будут указаны ниже) соотношение (5) имеет вид

(9,:{; fj/2V

(6)

При последовательном направлении монохроматического излучени  от периферийного участка на участок,расположенный ближе к центру, дл  вогнутой поверхности выполн ютс  соотно «« ,; ., (7)

где d - рассто ние между ос ми пуч- ков падающего излучени .

Дл  случа  чисто клиновидной оптической детали, когда R- f - O j 0 - &4 - О, КПИНОВИДНОСТЬ

детали - 6i-б определ етс  из выр ажени 

,. - l.) - difi- k)

о9V7V

.(10)

25

Если контролируема  деталь непрозрачна , то радиус кривизны определ етс  соотношением (8).

При контроле оптической детали, имеющей клиновидность (фиг.2, пунк- тир), при неизменвнности углов о и с(2Углы отражени  первого ( / /) и второго (/,) пучков от второй поверхности контролируемой детали определ ютс  выражени ми

I/ , (2п -)(, (11)

Y2 (2п - 1) 2- n (12)

Знаки завис т от направлени  клиновидности детали, но сохран ютс  одинаковыми дл  V и У .

При этом из услови  дифракции Брэгга (5) и (6) отраженных от конт- ролируемой детали пучков на дифракционной решетке акустооптической  чейки выполн ютс  соотношени 

/ r f2/2V;(13)

V Af,/2V(14)

Представл   (3) и (4) в (11) и (12), с учетом (5), (13) и (14) находим клиновидность (- прозрачной оптической детали

.(2n- О (15)

Г -,- f.(2n - 1)J (16)

5.

В предлагаемом способе допускаетс  направление параллельных ме ду собой пучков на контролируемую деталь под углом к оптической .оси детали . При этом выражени  дл  R и j не измен ютс , т пько величина «i умножаетс  на /CORJ}, где Jb - угол между направлением пучков и оптической осью.

Допускаетс  также направление на контролируемую деталь пучков под углом друг к другу. Однако в этом случае выражени  дл  и .значитель но усложн ютс .

Схема устройства, по сн юща  рабо ту предлагаемого способа дл  непрозрачной детали (фиг,2), содержит источник 1 монохроматического излучени  и последовательно расположенные по ходу его излучени  оптический-переключатель 2, раздел ющий падающий на него световой поток на два параллельных пучка, контролируемую деталь 3, акустооптическую  чейку А, расположенную на пути отраженных от контролируемой детали пучков. Далее по направлению дифрагированного пучка расположены фокусирующа  линза 5 и фотоэлектрическое устройство 6 регистрации сигнала.

Кроме того, схема содержит перестраиваемый по частоте генератор 7 электрических сигналов.

Акустооптическа   чейка 4 представл ет собой оптически активный элемент, изготовленный из монокристалла парателлурита определенной орИ ентации с пьезопр-еобразователем дл  заданного диапазона частот. При этом выход перестраиваемого по частоте генератора 7 электрических сигналов подключен к акустооптической  чейке 4..

Устройство работает следующим образом .

Монохроматическое излучение от источника 1 раздел ют оптическим переключателем 2 на два параллельных последовательно направл емых на конт567766

ролируемую деталь 3 пучка, параллельных оптической оси детали. Отраженные от контролируемой поверхнос- 5- ти 3 пучки дифрагируют на рещетке, образованной акустическими колебани ми в  чейке, возбу7кдае « 1ми перестраиваемым по частоте генератором 7 электрических сигналов. 10 . Затем дифрагированный световой поток фокусируют линзой 5 и регистрируют устройством 6 регистрации.

5

Измен   частоту акустических колебаний пер ёстраиваемым генератором

электрических сигналов, добиваютс  режима дифракции Брэгга, последовательно дл  каждого из отраженных от контролируемой детали 3 пучков. По

Q значени м частот акустических К9ле- баний, соответствующих дифракции Брэгга каждого из отраженных пучков и рассто нию между ос ми падающих пучков с учетом соотиошений (8) и

5 (9), определ ют радиус кривизны контролируемой оптической детали.

Ф о рмула изобретени 

Q Способ контрол  оптических деталей , заключающийс  в том, что направл ют монохроматические излучени  на два участка контролируемой детали и по результатам обработки отраженного излучени  суд т о параметрах оптических деталей, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол , на пути отраженного излучени  устанавливают акустооптическую  чейку, измер ют рассто ние между ос ми пучков падающего на контролируемую деталь излучени  , измен ют частоту акустических колебаний, по величине частот акустических колебаний, соответствующих дифракции Брэгга дл  каждого отраженного пучка и рассто нию между ос ми пучков, определ ют радиус кривизны поверхности и величину клиновидности детали.

5

0

ФИ1.1

А

Claims (1)

1. Фо рмула изобретения

   30 Способ контроля оптических деталей, заключающийся в том, что направляют монохроматические излучения на два участка контролируемой детали и по результатам обработки отраженного излучения судят о параметрах оптических деталей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, на пути отраженного излучения устанавливают ₄₀ акустооптическую ячейку, измеряют расстояние между осями пучков падающего на контролируемую деталь излучения , изменяют частоту акустических колебаний, по величине, частот акусти₄₅ ческих колебаний, соответствующих дифракции Брэгга для каждого отраженного пучка и расстоянию между осями пучков, определяют радиус кривизны поверхности и величину клиновидности детали.

   Фаг. 2