SU1755042A1

SU1755042A1 - Surface roughness monitoring interferometer

Info

Publication number: SU1755042A1
Application number: SU904810597K
Authority: SU
Inventors: Александр Владимирович Бакеркин; Юрий Петрович Контиевский
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Приборостроения
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1990-04-05
Publication date: 1992-08-15
Also published as: SU1755041A1

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, может быть использовано при контроле оптических деталей с параболическими поверхност ми и позвол ет повысить точность и производительность контрол параболических поверхностей. В каждом из потоков устанавливают элементы с плоскими отражающими поверхност ми, наклонными к направлению потоков, и одну из апланатпческих точек мениска совмещают с фокусом объектива в интерферометре. Контролируемую деталь устанавливают таким образом, чтобы фокус F2 ее параболической поверхности светоделительным кубиком был сопр жен с точкой AI. За диафрагмой наблюдают картину интерференции опорного и рабочего потоков и по искривлению наблюдаемых интерференционных полос суд т о форме поверхности. 2 ил. сл сThe invention relates to a measurement technique, can be used in the control of optical components with parabolic surfaces and allows to increase the accuracy and performance of control of parabolic surfaces. Elements with flat reflecting surfaces inclined to the direction of the fluxes are installed in each of the streams, and one of the aplanatous meniscus points is aligned with the lens focus in the interferometer. The controlled part is installed in such a way that the focus F2 of its parabolic surface by the beam-splitting cube is aligned with the point AI. The diaphragm is observed to observe the pattern of interference of the reference and working streams, and the shape of the surface is judged by the curvature of the observed interference fringes. 2 Il. cl

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при контроле оптических деталей с параболическими поверхност миThe invention relates to the measurement technique and can be used in the control of optical parts with parabolic surfaces.

Известен интерферометр дл контрол формы асферических поверхностей второго пор дка. В известном интерферометре в рабочем потоке установлен отражатель, образующий вместе с контролируемой параболической поверхностью анаберацион- ную системуAn interferometer is known for controlling the shape of second-order aspherical surfaces. In a known interferometer, a reflector is installed in the working flux, which, together with the parabolic surface being monitored, forms an aeration system

Наиболее близким по технической сущности и 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 которых установлены отражательные элементы. Система наблюдени интерференционнойThe closest in technical essence and the achieved effect to the proposed device is an immersion interferometer containing successively installed laser, lens and a beam-splitting cube, which divides the radiation into two streams, each of which has reflective elements. Interference monitoring system

картины расположена за светоделительным кубиком в атоколлимационном ходе лучей. Недостатком прототипа вл етс снижение точности контрол из-за ошибок, вносимых разностью показателей преломлени иммерсионной жидкости и отражательного элемента. Кроме того, производительность измерений снижена из-за необходимости помещени контролируемой детали в кювету с иммерсионной жидкостью.The picture is located behind the beam-splitting cube in the atocollimation course of the rays. The disadvantage of the prototype is a reduction in the accuracy of control due to errors introduced by the difference in the refractive indices of the immersion liquid and the reflective element. 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 параболических поверхностей.The purpose of the invention is to improve the accuracy and performance of control of parabolic surfaces.

Поставленна цель достигаетс тем, что усовершенствуетс интерферометр дл контрол формы поверхности, содержащий объектив и последовательно установленные лазер, светоделительный кубик, дел щий излучение на два потока, в каждом из которых установлен отражательный элемент, иThis goal is achieved by improving the interferometer for controlling the surface shape, which contains a lens and a sequentially installed laser, a beam-splitting cube that divides radiation into two streams, each of which has a reflective element, and

XIXi

сл сл оcl

гоgo

систему наблюдени интерференционной картины.interference pattern observation system.

Отличительными признаками интерферометра вл етс то, что объектив установлен в одном из потоков, интерферометр снабжен апланатическим мениском и вторым светоделительиым 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 , при этом светоделительные грани обоих кубиков перпендикул рны , а отражательные элементы выполнены с плоскими отражающими поверхност ми и ориентированы под углом к направлению соответствующего потока.Distinctive features of the interferometer is that 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 stream as the lens, so that one of its aplanatic points is aligned with the focus of the lens, and the second The beam-splitting cube is located between the meniscus-and the observation system, while the beam-splitting faces of both cubes are perpendicular, and the reflective elements are made with flat reflective surfaces and are oriented at an angle to the direction of the corresponding flow.

На фиг.1 приведена схема контрол выпуклых параболических поверхностей; на фиг.2 - схема контрол вогнутых параболических поверхностей,Figure 1 shows the control circuit of convex parabolic surfaces; figure 2 - control scheme concave parabolic surfaces,

Схемы интерферометра включают следующие его элементы: лазер 1, светоделительный кубик 2, зеркало 3, призму 4, светодэлительный кубик 5, диафрагму б, объективы 7, 8, апланатические мениски 9, 10 и линзы 11, 12, На схемах показаны контролируемые оптические детали 13,14с параболическими поверхност ми 15, 16.The interferometer circuits include the following elements: laser 1, beam splitting cube 2, mirror 3, prism 4, light shielding cube 5, diaphragm b, lenses 7, 8, aplanatic menisci 9, 10 and lenses 11, 12, The diagrams show monitored optical details 13 , 14c with parabolic surfaces 15, 16.

Интерферометр (фиг.1) содержит объектив 7 и последовательно установленные лазер 1 и светоделительный 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, установлены объектив 7 и отражательный элемент - призма 4. Интерферометр снабжен апланатическим мениском 9, установленным в опорном потоке так, что одна из его апланатических точек совмещена с фокусом объектива 7. Между мениском 9 и системой наблюдени , включающей линзу 11 и диафрагму 6, введен второй светоделительный кубик 5. Светоделительные грани кубиков 2 и 5 перпендикул рны друг другу.The interferometer (Fig. 1) contains a lens 7 and a successively mounted laser 1 and a beam-splitting cube 2, dividing 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 threads is working. A mirror 7 is used as a reflective element in this stream. In another stream, which is a reference, a lens 7 is installed and a reflective element is a prism 4. The interferometer is equipped with an aplanatic meniscus 9 installed in the reference stream so that one of its aplanatic points is aligned with the lens focus 7. Between the meniscus 9 and the observation system, which includes the lens 11 and the diaphragm 6, a second beam-splitting cube is introduced 5. The beam-splitting faces of the cubes 2 and 5 are perpendicular to each other.

Интерферометр (фиг.1) предназначен дл контрол формы выпуклой параболической поверхности 15 оптической детали 13, В pa6o4eN потоке на поверхность 15 падает параллельный пучок лучей. Апланатическа точка AI мениска 9 сопр жена кубиком 5 с фокусом F2 параболической поверхности 15. Сопр женные точки AI и F2 линзой 11 проектируютс в центр дирфрчгмы 6.The interferometer (FIG. 1) is designed to control the shape of the convex parabolic surface 15 of the optical part 13. In a pa6o4eN stream, a parallel beam of rays falls on the surface 15. The aplanatic point AI of the meniscus 9 is matched by a cube 5 with the focus F2 of a parabolic surface 15. The conjugate points AI and F2 with a lens 11 are projected into the center of the edge 6.

Интерферометр (фиг,2) предназначен дл контрол формы вогнутой параболической поверхности 16 оптической детали 14. В рабочем потоке на поверхность 16 падаетThe interferometer (FIG. 2) is designed to control the shape of the concave parabolic surface 16 of the optical part 14. In the working stream, the surface 16 falls

параллельный пучок лучей. Апланатическа точка AI мениска 10 сопр жена кубиком 5 с фокусом FI параболической поверхности 16. Сопр женные точки AI и FI линзой 12 проектируютс в центр диафрагмы 6.parallel beam of rays. The aplanatic point AI of the meniscus 10 is matched by a die 5 with the focus FI of a parabolic surface 16. The interfaced points AI and FI by a lens 12 are projected into the center of the diaphragm 6.

В интерферометре после лазера 1 по ходу лучей может быть установлен ргсшири- тель пучка (не показан).In the interferometer after laser 1, a beam expander (not shown) can be installed along the rays.

Интерферометр (фиг.1) работав- следующим образом,The interferometer (figure 1) worked as follows,

Параллельный пучок /;учей, выхсд щий из лазера 1, светоделительный 2 делит на рабочий и спорны;, потоки. В рабочем потоке параллельный пучок падает на контролируемую поверхность и, о- разившись , преобразуетс в расход щийс; пучок с центром s фокусе F2. Контролируемую деталь 13 устанавливают таким образом, чтобы фокус F2 ее параболической поверхности светоделительным кубиком 5 был сопр жён с точкой AL Глаз, расположенный за диафрагмой б, наблюдает картину интерференции опорного и рабочего потоков. Контроль формы поверхности осуществл етс по искривлению наблюдаемых интерференционных полос.A parallel beam /; learn, coming out of laser 1, the beam splitting 2 divides into worker and is controversial ;, flows. In the working stream, a parallel beam falls on a monitored surface and, as a result, is transformed into a diverging beam; beam with center s focus F2. The controlled part 13 is set in such a way that the focus F2 of its parabolic surface by the beam-splitting cube 5 is conjugated with the point AL. The control of the surface shape is carried out by the curvature of the observed interference fringes.

Аналогичным образом работает интерферометр (фиг.2) при контроле вогнутых параболических поверхностей.The interferometer (Fig. 2) works in a similar way when testing concave parabolic surfaces.

Применение интерферометра целесообразно дл контрол малогабаритных (например, диаметром од 50-100 мм) оптических деталей с параболическими поверхност ми . По сравнению с прототипом интерферометр вл етс более простым,The use of an interferometer is advisable to control small-sized (for example, a diameter of 50-100 mm) optical components with parabolic surfaces. Compared to the prototype, the interferometer is simpler,

т.к. в нем отсутствует кювета с иммерсионной жидкостью дл помещени отражательного элемента и контролируемой детали. Отсутствие иммерсионной жидкости повышает производительность контрол , так какbecause there is no cuvette with an immersion liquid to place the reflective element and the part being monitored. The absence of immersion liquid improves the control performance, since

устран етс операци заполнени кюветы жидкостью, и повышает точность контрол , так как исключаютс ошибки, вносимые разностью показателей преломлени иммерсионной жидкости и отражательногоthe operation of filling the cuvette with a liquid is eliminated, and it increases the accuracy of control, since errors made by the difference between the indices of refraction of the immersion liquid and the reflective

элемента.an item.

Claims

Claims of the Invention An interferometer for controlling the surface shape containing a successively installed laser, an objective lens, a beam-splitting cube, dividing radiation into two streams, each of which has a reflective element, and an interference pattern observation system, and in order to increase

accuracy and performance of control of elliptic and hyperbolic surfaces, it is equipped with an aplanatic meniscus installed in one of the streams so that one of its aplanatic points is aligned with the focus of the lens, and the second beam-splitting cube is locatedXX

between the meniscus and the observation system so that the beam-splitting faces of both cubes are perpendicular and the reflective elements are made with flat reflecting surfaces and are oriented at an angle to the direction of the corresponding flow.

L