SU1672206A1

SU1672206A1 - Method of measuring decentering of optical parts and device for effecting same

Info

Publication number: SU1672206A1
Application number: SU894676039A
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Бакеркин
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4149
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1991-08-23

Abstract

Изобретение относитс к оптическому приборостроению и может быть использовано в оптическом производстве при изготовлении оптических деталей дл проверки центровки их поверхностей на этапе технологического и аттестационного контрол . Цель изобретени - повышение точности измерени децентрировок. Излучение лазера 1 с помощью объектива 2 направл ют на деталь с двух ее сторон по геометрической оси. Дополнительно часть излучени с помощью светоделител 12 направл ют на установленное в устройстве сферическое зеркало 14. Сначала излучение фокусируют в вершину поверхностей и детали 8 за счет смещени вдоль оптической оси излучени объектива 2 детали 8. Затем смещают расчетную величину, определ емую радиусами кривизны поверхностей оптической детали, объектив 2 и деталь 8. С помощью экрана 6 или 7 перекрывают излучение в одном из потоков. На экране 11 получают интерференционную картину в виде пр мых полос в результате взаимодействи излучени , отраженного от одной из поверхностей детали 8 и сферического зеркала 14. Величину децентрировки определ ют по ширине интерференционных полос. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to optical instrumentation and can be used in optical production in the manufacture of optical components for checking the alignment of their surfaces at the stage of technological and certification control. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the measurement of de-centering. The radiation of laser 1 with the help of lens 2 is directed to the part from its two sides along the geometrical axis. In addition, part of the radiation is transmitted by means of a splitter 12 to a spherical mirror 14 installed in the device. First, the radiation is focused on the top of the surfaces and part 8 by offsetting the details 8 of the lens 8 along the optical axis. Then, the calculated value is shifted , a lens 2 and a detail 8. With the help of the screen 6 or 7 block radiation in one of streams. On screen 11, an interference pattern is obtained in the form of straight fringes as a result of the interaction of radiation reflected from one of the surfaces of the part 8 and the spherical mirror 14. The amount of de-centering is determined by the width of the interference fringes. 2 sec. f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в оптическом производстве при изготовлении оптических деталей для проверки центрировки их поверхностей на этапе технологического и аттестационного контроля.The invention relates to the field of optical instrumentation and can be used in optical production in the manufacture of optical parts to verify the alignment of their surfaces at the stage of technological and certification control.

Целью изобретения является повышение точности децентрировки.The aim of the invention is to improve the accuracy of decentration.

На чертеже показано устройство для измерения децентрировки детали.The drawing shows a device for measuring the decentration of the part.

Устройство, реализующее способ, содержит лазер 1, последовательно расположенные по ходу излучения от него объектив 2, установленный с возможностью перемещения вдоль оптической оси, и светоделитель 3, делящий излучение на два потока, в каждом из которых установлены соответственно плоские зеркала 4 и 5, экраны 6 и 7, узел 8 крепления детали 9, расположенный между экранами 6 и 7 с возможностью перемещения вдоль оптической оси, коллиматор 10, установленный между лазером 1 и объективом 2, четвертый экран 11, установленный в ходе излучения, прошедшего светоделителя 3, и последовательно расположенные между плоским зеркалом 4 и светоделителем 3 второй светоделитель 12, ориентированный под заданным углом к светоделителю 3, третий экран 13, сферическое зеркало 14, установленное с возможностью перемещения вдоль оптической оси, два компенсатора 15 и 16, каждый из которых расположен соответственно между плоскими зеркалами 4 и 5 и светоделителями 3 и 12, три экрана 6, 7 и 13 установлены с возможностью вывода из хода излучения, а также шкалы 17 и 18.A device that implements the method includes a laser 1, a lens 2 arranged in series along the radiation from it, mounted with the possibility of movement along the optical axis, and a beam splitter 3, dividing the radiation into two streams, each of which has flat mirrors 4 and 5, screens, respectively 6 and 7, a mounting assembly 8 of a part 9 located between the screens 6 and 7 with the possibility of movement along the optical axis, a collimator 10 mounted between the laser 1 and the lens 2, the fourth screen 11 installed during the radiation transmitted through the splitter 3, and sequentially located between the flat mirror 4 and the beam splitter 3, the second beam splitter 12, oriented at a given angle to the beam splitter 3, the third screen 13, a spherical mirror 14 mounted for movement along the optical axis, two compensators 15 and 16, each of which located respectively between the flat mirrors 4 and 5 and the beam splitters 3 and 12, three screens 6, 7 and 13 are installed with the possibility of output from the radiation path, as well as scales 17 and 18.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Излучение от лазера 1 после прохождения через коллиматор 10, объектив 2 и светоделитель 3 делится на два потока. При измерении величины децентрировки оптическую деталь 9 располагают в узле 8 крепления. С помощью экрана 13 перекрывают часть излучения, Смещением детали 8 и объектива 2 добиваются фокусировки излучения на поверхности детали 8, при этом на экране 11 наблюдают интерференциальную картину. По шкалам 18 и 17 снимают отсчет о положении детали 8 и объектива 2. Затем выбирают необходимую величину смещения S плоскости фокусировки относительно вершины поверхности детали, исходя из радиусов Ri, R2 поверхностей оптической детали и требуемой точности измерения величины децентрирования Δ. Смещение S плоскости фокусировки излучения производят смещением детали 8 и объектива 2 на величины Д и П. Если измерение Δ производить в центрах кривизны детали, то п__R1 + ^R2 . η _ R1 ^{_ R}2 .The radiation from the laser 1 after passing through the collimator 10, the lens 2 and the beam splitter 3 is divided into two streams. When measuring the amount of decentration, the optical part 9 is located in the mount 8. Using the screen 13, part of the radiation is blocked. By shifting the part 8 and the lens 2, the radiation is focused on the surface of the part 8, while an interference pattern is observed on the screen 11. On the scales 18 and 17, the position of the part 8 and the lens 2 is taken. Then, the necessary offset S of the focus plane relative to the top of the part’s surface is selected based on the radii Ri, R2 of the surfaces of the optical part and the required measurement accuracy of the decentering value Δ. The offset S of the radiation focusing plane is produced by displacing the part 8 and the lens 2 by the values of D and P. If Δ is measured at the centers of curvature of the part, then __R1 + ^R 2. η _ R1 ^{_ R} 2.

<ц 2 2 где Д - величина смещения детали; П величина смещения объектива; Ri, R2 - радиусы кривизны оптической детали.<c 2 2 where D is the magnitude of the displacement of the part; P is the magnitude of the lens shift; Ri, R2 are the radii of curvature of the optical part.

С помощью экранов 6 и 7 перекрывают излучение в одном из каналов и выводят из хода излучения экран 13. На экране 11 наблюдают интерференционную картину. Смещением сферического зеркала 14 вдоль оптической оси излучения добиваются на экране 11 интерференционной картины в виде прямых интерференционных полос. Измерив ширину в интерференционных полосах, определяют величину децентрирования Δ поверхности детали из зависимости где λ - длина волн лазера; R - радиус кривизны соответствующей поверхности; Ь·- ширина интерференционной полосы; L расстояние от вершины поверхности детали до экрана 11; S - величина смещения плоскости фокусировки относительно вершины поверхности детали.Using screens 6 and 7, the radiation is blocked in one of the channels and the screen 13 is removed from the course of radiation. An interference pattern is observed on screen 11. By shifting the spherical mirror 14 along the optical axis of the radiation, an interference pattern in the form of direct interference fringes is achieved on the screen 11. By measuring the width in the interference fringes, the amount of decentration Δ of the part surface is determined from the dependence where λ is the laser wavelength; R is the radius of curvature of the corresponding surface; B · is the width of the interference band; L is the distance from the top of the surface of the part to the screen 11; S is the amount of displacement of the focus plane relative to the top of the surface of the part.

Аналогичные операции производят для измерения децентрировки второй поверхности детали.Similar operations are performed to measure the decentration of the second surface of the part.

Раздельное определение величины децентрирования двух поверхностей детали 8 получается при измерении ширины полос интерференционной картины, образованной в результате взаимодействия излучения, отраженного от сферического зеркала 14 и от одной из поверхностей детали, в этом случае экран 13 0¹ крыт, а один из экранов 6 и 7 закрыт.A separate determination of the decentration value of the two surfaces of part 8 is obtained by measuring the width of the fringes of the interference pattern formed as a result of the interaction of radiation reflected from the spherical mirror 14 and one of the surfaces of the part, in this case the screen 13 0 ^{1 is} covered, and one of the screens 6 and 7 closed.

Claims

Claim

1. The method of measuring the decentration of optical parts, which consists in illuminating the component from two opposite sides along its geometric axis, directing radiation reflected from two surfaces of the component onto the screen and determining the amount of decentration, characterized in that, in order to increase the accuracy of decentration, move the lens and the part along the optical axis to combine the radiation focusing plane with the surfaces of the part, fix the position of the lens and the part, shift the focus plane of the radiation 5 bar and part, block the radiation reflected from one of the surfaces of the part, receive on the screen an interference pattern formed by radiation reflected from the second surface of the part and from 5 spherical mirrors, move the spherical mirror along the optical axis, measure the width of the interference fringes, and the decentration value determined by the width of the stripes. _t - 10

2. A device for measuring the decentration of optical parts, comprising a laser, a lens sequentially arranged along the radiation from it, mounted with the possibility of movement along the optical axis, a beam splitter that divides the radiation into two streams, each of which has a flat mirror and a screen, an attachment unit, respectively parts located between the screens with 20 the ability to move along the optical axis, characterized in that, in order to improve the accuracy of measuring decentration, it is equipped with a collimator, set between the laser and the lens, the fourth screen installed during the radiation transmitted through the beam splitter, and sequentially located between one of the flat mirrors and the beam splitter, the second beam splitter, oriented at a given angle to the first, third screen and a spherical mirror mounted for movement along the optical axis , two compensators15, each of which is located respectively between one of the flat mirrors and a beam splitter in each of the flows from the first beam splitter, three screens tanovleny to output radiation and stroke.