SU1755041A1 - Interferometer for testing surface shape - Google Patents

Interferometer for testing surface shape Download PDF

Info

Publication number
SU1755041A1
SU1755041A1 SU904810597A SU4810597A SU1755041A1 SU 1755041 A1 SU1755041 A1 SU 1755041A1 SU 904810597 A SU904810597 A SU 904810597A SU 4810597 A SU4810597 A SU 4810597A SU 1755041 A1 SU1755041 A1 SU 1755041A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
lens
focus
interferometer
meniscus
elliptical
Prior art date
Application number
SU904810597A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Бакеркин
Юрий Петрович Контиевский
Original Assignee
Научно-Исследовательский Институт Приборостроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-Исследовательский Институт Приборостроения filed Critical Научно-Исследовательский Институт Приборостроения
Priority to SU904810597A priority Critical patent/SU1755041A1/en
Priority to SU904810597K priority patent/SU1755042A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1755041A1 publication Critical patent/SU1755041A1/en

Links

Landscapes

  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, может быть использовано при контроле оптических деталей с эллиптическими и гиперболическими поверхност ми и позвол ет повысить точность и производительность контрол  эллиптических и гиперболических поверхностей. В опорном потоке апланатическую точку мениска, сопр женную с точкой AI, совмещают с фокусом объектива, Контролируемую деталь устанавливают таким образом, чтобы фокус F2 ее эллиптической поверхности был совмещен в рабочем потоке с фокусом объектива , а фокус PI светоделительным кубиком был сопр жен с точкой AI. За диафрагмой наблюдают картину интерференции опорного и рабочего потоков. По искривлению наблюдаемых интерференционных полос суд т о форме поверхности. 4 ил. сл сThe invention relates to a measurement technique, can be used in the inspection of optical components with elliptical and hyperbolic surfaces and allows to improve the accuracy and performance of monitoring elliptical and hyperbolic surfaces. In the reference flow, the aplanatic point of the meniscus associated with the point AI is aligned with the lens focus, the Controlled part is set so that the focus F2 of its elliptical surface is aligned in the workflow with the focus of the lens, and the focus PI of the beam-splitting cube matches the point AI . The diaphragm is observed to observe the interference pattern of the reference and working streams. The shape of the surface is judged by the curvature of the observed interference fringes. 4 il. cl

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при контроле оптических деталей с эллиптическими и гиперболическими поверхност ми.The invention relates to a measurement technique and can be used in monitoring optical components with elliptical and hyperbolic surfaces.

Известен интерферометр дл  контрол  формы асферических поверхностей второго пор дка. В известном интерферометре в рабочем потоке установлен сферический отражатель , центр кривизны которого совмещен с одним из фокусов контролируемой поверхности. Отражатель вместе с контролируемой поверхностью образуют безаберрационную систему.An interferometer is known for controlling the shape of second-order aspherical surfaces. In a known interferometer, a spherical reflector is installed in the working stream, the center of curvature of which is aligned with one of the foci of the test surface. The reflector together with the controlled surface form an aberration-free system.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому эффекту к предлагаемому устройству  вл етс  иммерсионный интерферометр, содержащий последовательно установленные лазер, объектив и светоделительный кубик, дел щий излучение на два потока. В каждом из потоков установлены отражательные элементы соThe closest in technical essence to the achieved effect to the proposed device is an immersion interferometer containing successively installed laser, lens and a beam-splitting cube that divides radiation into two streams. Reflective elements with

сферическими поверхност ми. Устройство наблюдени  интерференционной картины расположено за светоделительным кубиком в автоколлимационном ходе лучей.spherical surfaces. The device for observing the interference pattern is located behind the beam-splitting cube in the autocollimation course of the rays.

Недостатком прототипа  вл етс  снижение точности контрол  из-за ошибок, вносимых разностью показателей преломлени  иммерсионной жидкости и отражател  со сферической поверхностью. Кроме того, снижена производительность измерений из-за необходимости помещени  контролируемой детали в кювету с иммерсионной жидкостью.The disadvantage of the prototype is a decrease in the accuracy of control due to errors introduced by the difference in the refractive indices of the immersion liquid and the reflector with a spherical surface. In addition, the measurement performance is reduced due to the need to place the test piece in a cuvette with an immersion liquid.

Цель изобретени  - повышение точности и производительности контрол  эллиптических и гиперболических поверхностей.The purpose of the invention is to improve the accuracy and productivity of control of elliptic and hyperbolic surfaces.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что усовершенствуетс  интерферометр дл  контрол  формы поверхности, содержащий последовательно установленные лазер, объектив, светоделительный кубик, дел This goal is achieved by improving the interferometer for controlling the surface shape, containing successively installed laser, lens, beam-splitting cube, and

СЛSL

сл оsl o

щий излучение на два потока, в каждом из которых установлен отражательный элемент , и система наблюдени  интерференционной картиныradiation on two streams, each of which has a reflective element, and an interference pattern observation system

Отличительными признаками интерфе- рометра  вл етс  то, что он снабжен апла- натическим мениском, установленным в одном из потоков так, что одна из его апла- натических точек совмещена с фокусом объ- ектива и вторым светоделительным кубиком, расположенным между мениском и системой наблюдени  та к, чго светоде- лительные грани обоих кубиков перпендикул рны , а отражательные элементы выполнены с плоскими отража ощими по- 6е|Я ност ми и ориентированьГпод углом к направлению соответствующего потока.Distinctive features of the interferometer are that it is equipped with an aplapatic meniscus installed in one of the streams so that one of its aplapatic points is aligned with the focus of the lens and the second beam-splitting cube located between the meniscus and the observation system The brighter faces of both cubes are perpendicular, and the reflective elements are made with flat reflective deflectors and are oriented at an angle to the direction of the corresponding flow.

На фиг.1 приведена схема интерферометра дл  контрол  выпуклых эллиптических поверхностей; на фиг.2 - дл  контрол  вогнутых эллиптических поверхностей; на фиг.З - дл  контрол  выпуклых гиперболических поверхностей, на фиг.4 - дл  контрол  вогнутых гиперболических поверхностей .,Figure 1 is a diagram of an interferometer for controlling convex elliptical surfaces; figure 2 - to control concave elliptical surfaces; in FIG. 3, to control convex hyperbolic surfaces, in FIG. 4, to control concave hyperbolic surfaces.,

Схемы интерферометра выключают следующие элементы1 лазер 1, светоде- лмтельный кубик 2, зеркало 3, призму 4, светоделительный кубик 5, диафрагму 6, объективы 7 -10, апланатические мениски 11-14 и линзы 15-18 На схемах показаны контролируемые оптические детали 19-22 с асферическими поверхност ми 23-26.The interferometer circuits turn off the following elements: 1 laser 1, a beam-breaking cube 2, a mirror 3, a prism 4, a beam-splitting cube 5, a diaphragm 6, lenses 7-10, aplanatic menisci 11-14, and lenses 15-18. 22 with aspherical surfaces 23-26.

Интерферометр (фиг.1) соде р5кйт последовательно установленные лазер 1, объек- тив 7 и саетоделительный кубик 2, дел щий излучение на два потока. В каждом из потоков установлены отражательные элементы, выполненные с плоскими отражающими поверхност ми , ориентированными под углом к направлению соответствующего потока. Один из потоков  вл етс  рабочим, В этом потоке отражательным элементом служит зеркало 3. В другом потоке, который  вл етс  опорным, отражательным элементом слу- жит призма 4 Интерферометр снабжен апланатическим мениском 11, установленным в опорном потоке так, что одна из его апланати -еских точек совмещена с фокусом объектива 7. Между мениском 11 и системой нобпюдени , включающей линзу 15 и диафрагму 6, введен второй светоделительный кубик 5. Светоделительные грани кубиков 2 и 5 перпендикул рны друг другу.The interferometer (Fig. 1) is composed of a successively mounted laser 1, a lens 7 and a separating cube 2, which divides the radiation into two streams. Reflective elements are installed in each of the flows; they are made with flat reflecting surfaces oriented at an angle to the direction of the corresponding flow. One of the streams is a working one. In this stream, the reflective element is a mirror 3. In the other stream, which is the reference, the prism 4 is a reflective element. The interferometer is equipped with an aplanatic meniscus 11 installed in the reference stream so that one of its aplanati These points are aligned with the focal point of lens 7. Between meniscus 11 and the nobule system, including lens 15 and diaphragm 6, a second beam-splitting cube 5 is inserted. The beam-splitting faces of cubes 2 and 5 are perpendicular to each other.

Интерферометр (фиг.1) предназначен дл  контрол  формы выпуклой эллиптической поверхности 23 оптической детали 10. Фокус объектива 7 в рабочем потоке совмещен с фокусом F2 эллиптической поверхности 23. Апланатическа  точка t мениска 11The interferometer (figure 1) is designed to control the shape of the convex elliptical surface 23 of the optical part 10. The focus of the lens 7 in the working stream is aligned with the focus F2 of the elliptical surface 23. Aplanatic point t meniscus 11

сопр жена кубиком 5 с фокусом FI поверхности 23. Сопр женные точки AI и FI линзой 15 проектируютс  в центр диафрагмы 6.match cube 5 with the focus of the FI surface 23. The conjugate points AI and FI with the lens 15 are projected into the center of the diaphragm 6.

В интерферометре (фиг.2) объектив 8 фокусирует лазерное излучение в фокус F2 вогнутой эллиптической поверхности 24 оптической детали 20. В опорный поток бведен мениск 14, апланатическа  точка AI которого светоделительным кубиком 5 сопр жена с фокусом FI контролируемой поверхности 24. Сопр женные точки AI и FI линзой 16 проектируютс  в центр диафрагмы 6.In the interferometer (Fig. 2), lens 8 focuses laser radiation into the F2 focus of the concave elliptical surface 24 of the optical part 20. A meniscus 14 is guided into the reference flux, whose aplanatic AI point with beam-splitting cube 5 is matched with the FI focus of the controlled surface 24. Conjugate AI and the FI lens 16 projects into the center of the diaphragm 6.

При контроле (фиг.З) выпуклой гиперболической поверхности 25 оптической детали 21 объектив 9 в рабочем потоке фокусирует излучение в фокус F2 поверхности 25. Апланатическа  точка AI мениска 13 кубиком 5 сопр жена с фокусом FI поверхности 25. Точки AI и FI линзой 17 проектируютс  в центр диафрагмы 6.In the control (Fig. 3) of the convex hyperbolic surface 25 of the optical part 21, the objective 9 focuses the radiation into the focus F2 of the surface 25. The aplanatic point AI of the meniscus 13 by dice 5 matches the focus of the surface 25. The points AI and FI are designed in center aperture 6.

Объектив 10 (фиг.4) в рабочем потоке фокусирует излучение в фокус Fa вогнутой гиперболической поверхности 26 оптической детали 22. В опорном потоке интерферометра установлен мениск 14, одна из апланатических точек которого совмещена с фокусом FI поверхности 26, а друга  апланатическа  точка, сопр женна  кубиком 5 с фокусом FI поверхности 26, проектируетс  линзой 18 в центр диафрагмы 6.Lens 10 (FIG. 4) focuses the radiation into the focus Fa of the concave hyperbolic surface 26 of the optical part 22. In the reference flux of the interferometer, there is a meniscus 14, one of the aplanatic points of which is aligned with the focus FI of the surface 26, and the other aplanatic point is conjugated cube 5 with focus FI of surface 26 is projected by lens 18 into center of diaphragm 6.

В рассмотренных схемах после лазера 1 по ходу лучей может быть установлен расширитель пучка (не показан).In the considered schemes, after laser 1, a beam expander (not shown) can be installed along the rays.

Интерферометр (фиг.1) работает следующим образом.The interferometer (figure 1) works as follows.

Параллельный пучок лучей, выход щий из лазера 1, объективом 7 преобразуетс  в сход щийс , а светоделительный кубик 2 делит лучи на опорный и рабочий потоки. В опорном потоке апланатическую точку мениска 11, сопр женную с точкой AI, совмещают с фокусом объектива 7. Контролируемую деталь 19 устанавливают таким образом, чтобы фокус F2 ее эллиптической поверхности 23 был совмещен в рабочем потоке с фокусом объектива 7, а фокус FI светоделительным кубиком 5 был сопр жен с точкой AL Глаз расположенный за диафрагмой 6, наблюдает картину интерференции опорного и рабочего потоков Рабочий поток отражаетс  от контролируемой эллиптической поверхности Контроль формы поверхности осуществл етс  по искривлению наблюдаемых интерференционных полос.A parallel beam of radiation coming out of laser 1 is converted into convergent lens 7, and the beam-splitting cube 2 divides the beams into reference and working streams. In the reference stream, the aplanatic point of the meniscus 11, conjugated with the point AI, is aligned with the focus of the lens 7. Controlled part 19 is set so that the focus F2 of its elliptical surface 23 is aligned in the workflow with the focus of the lens 7, and the focus FI by the beam-splitting cube 5 was aligned with the AL point. The eye located behind the diaphragm 6 observes the pattern of interference of the reference and working flows. The working flow is reflected from the elliptical surface under control. The shape of the surface is controlled by the curvature observable interference bands.

Работа интерферометров, показанных на фиг.2-4, аналогична ОписаннойThe operation of the interferometers shown in FIGS. 2-4 is similar to that described.

Применение интерферометра целесообразно дл  контрол  малО аблритных (например, диаметром до мм) оптических деталей с эллиптическими и гчперболическими поверхност ми. По сравнению с прототипом интерферометр  вл етс  более простым, т.к. в нем отсутствует кювета с иммерсионной жидкостью дл  помещени  отражающего элемента и контролируемой детали. Отсутствие иммерсионной жидкости повышает производительность контрол , т.к. устран етс  операци  заполнени  кюветы иммерсионной жидкостью, и пбвы- шает точность контрол , т.к. исключаютс  ошибки, вносимые разностью показателей преломлени  иммерсионно й жидкости и от- ражательного элемента.The use of an interferometer is advisable to control smallOblritic (for example, with a diameter up to mm) optical components with elliptical and hyperbolic surfaces. Compared with the prototype, the interferometer is simpler, since there is no cuvette with an immersion liquid to place the reflecting element and the part being monitored. The absence of an immersion liquid improves the control performance, since the operation of filling the cuvette with an immersion liquid is eliminated, and the accuracy of control is exceeded, since Errors introduced by the difference in the refractive indices of the immersion liquid and the reflection element are eliminated.

Claims (1)

Формула изобретений ,т Интерферометр дл  контрол  формы поверхности, содержащий объектив и последовательно установленные лазер, свето- делительный кубик, дел щий излучение наThe claims, t Interferometer for controlling the surface shape, containing a lens and a sequentially installed laser, a light-dividing cube dividing the radiation by 00 5five 00 два потока, в каждом из которых установлен отражательный элемент, и систему наблюдени  интерференционной картины, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и производительности контрол  параболических поверхностей, объектив установлен в одном из потоков, интерферометр снабжен апланатическим мениском и вторым светоделительным кубиком, мениск установлен в том же потоке, что и объектив, так, что одна из его апланатических точек совмещена с фокусом объектива, а второй светоделительный кубик расположен между мениском и системой наблюдени  так, что светоделительные грани обоих кубиков перпендикул рны , а отражательные элементы выполнены с плоскими отражающими поверхност ми и ориентированы под углом к направлению соответствующего потока.two streams, each of which has a reflective element, and an interference pattern observation system, characterized in that, in order to improve the accuracy and performance of monitoring parabolic surfaces, the lens is installed in one of the streams, the interferometer is equipped with an aplanatic meniscus and a second beam-splitting cube, the meniscus is installed in the same flow as the lens, so that one of its aplanatic points is aligned with the focus of the lens, and the second beam-splitting cube is located between the meniscus and the system on Luden so that beamsplitting cube faces both perpendicular and reflective elements are reflective flat surfaces and oriented at an angle to the direction of the respective stream. 66 Фиг.ЗFig.Z
SU904810597A 1990-04-05 1990-04-05 Interferometer for testing surface shape SU1755041A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904810597A SU1755041A1 (en) 1990-04-05 1990-04-05 Interferometer for testing surface shape
SU904810597K SU1755042A1 (en) 1990-04-05 1990-04-05 Surface roughness monitoring interferometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904810597A SU1755041A1 (en) 1990-04-05 1990-04-05 Interferometer for testing surface shape

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1755041A1 true SU1755041A1 (en) 1992-08-15

Family

ID=21506322

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904810597A SU1755041A1 (en) 1990-04-05 1990-04-05 Interferometer for testing surface shape
SU904810597K SU1755042A1 (en) 1990-04-05 1990-04-05 Surface roughness monitoring interferometer

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904810597K SU1755042A1 (en) 1990-04-05 1990-04-05 Surface roughness monitoring interferometer

Country Status (1)

Country Link
SU (2) SU1755041A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Кривов з Л ,М., Пур ев Д.Т., Знаменска М.А. Практика оптической измерительной лаборатории, М.: Машиностроение, 1974, с. 103-110. Н1ур ев Д.Т. Методы контрол оптических асферических поверхностей. М.: Машиностроение, 1976, с. 88-97. *

Also Published As

Publication number Publication date
SU1755042A1 (en) 1992-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5493398A (en) Device for observing test-piece surfaces by the speckle-shearing-method for the measurement of deformations
SU1755041A1 (en) Interferometer for testing surface shape
JP3455264B2 (en) Interferometer
SU1712776A1 (en) Method of testing concave elliptic surface shape
SU523274A1 (en) Interferometer to control the quality of convex hyperbolic mirrors of a cassegrain telescope
Lopez-Ramirez et al. New simple geometrical test for aspheric lenses and mirrors
SU1657947A1 (en) Interferometer for checking of aspherical quadric surfaces
JP3164444B2 (en) Interference measurement method
SU1370453A1 (en) Interferometer for checking shape of concave elliptic surfaces
JPS60196612A (en) Surface shape measuring apparatus
SU920367A1 (en) Interferometer for for checking concave spherical surfaces
SU871015A1 (en) Device for checking optical system alignment
JP3199487B2 (en) Interference measurement method
SU1523905A1 (en) Interferometer for checking aspheric surfaces of the second order
SU1104362A1 (en) Interferometer for optical surface quality control
SU1728650A1 (en) Interferometer for controlling concave aspheric surfaces
RU1781663C (en) Focusing device for optical systems
SU848999A1 (en) Interferometer for checking lens and mirror aberration changes in the process of their mounting position
SU1268983A1 (en) Device for checking the centring of optical systems
SU1536198A1 (en) Device for checking the centering of optical components
SU1675661A1 (en) Holographic interferometer
SU1337042A1 (en) Keratometer
SU1762118A1 (en) Interference technique of testing of parts
SU1677508A1 (en) Holographic interferometer
SU1530962A1 (en) Device for inspecting the centering of optical parts