SU756192A1

SU756192A1 - Interferometer for checking rectilinearity and planeness of object surface

Info

Publication number: SU756192A1
Application number: SU782620669A
Authority: SU
Inventors: Ivan Dukhopel; Aleksej Kuznetsov; Aleksandr G Seregin
Original assignee: Ivan Dukhopel; Aleksej Kuznetsov; Aleksandr G Seregin
Priority date: 1978-05-25
Filing date: 1978-05-25
Publication date: 1980-08-15

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности, для контроля прямолинейности и плоскостности объекта. ίThe invention relates to the field of instrumentation and can be used, in particular, to control the straightness and flatness of the object. ί

Наиболее близким техническим решением к изобретению является интерферометр для контроля прямолинейности и плоскостности поверхности объекта, содержащий последовательно располо-> 1 женные на одной оптической оси источник монохроматического света, телескопическую систему, предназначенную для совмещения рабочего и опорного световых пучков и включающую микро- 1 объектив и коллиматорный объектив, и две параллельные друг другу дифракционные решетки, установленные перпендикулярно оптической оси [1] .The closest technical solution to the invention is an interferometer to control the straightness and flatness of the object's surface, containing sequentially located on the same optical axis a source of monochromatic light, a telescopic system designed to combine working and reference light beams and including a micro-1 lens and collimator lens, and two parallel diffraction gratings, mounted perpendicular to the optical axis [1].

22

Недостатком известного интерферометра является невысокая точность контроля ввиду того, что цена интерференционной полосы при наклонном падении рабочего пучка является боль-2 шой, а также ввиду того, что в результате отражения от контролируемой поверхности объекта происходит поворот рабочего пучка на 180° по отношению к опорному, что ужесточает тре-3The disadvantage of the known interferometer is the low accuracy of control due to the fact that the price of the interference band with an oblique incidence of the working beam is more than 2, and also due to the fact that as a result of reflection from the object surface being monitored, the working beam is rotated by 180 ° relative to the reference one that tightens tre-3

22

бования к характеру и величине аберраций телескопической системы и качеству пластин, используемых для дифракционных решеток, а также заставляет применять лазерный источник с одномодовым излучением, т.е. с высокой пространственной когерентностьюThe character and magnitude of the aberrations of the telescopic system and the quality of the plates used for diffraction gratings, as well as the use of a laser source with single-mode radiation, i.e. with high spatial coherence

Целью изобретения является повышение точности контроля.The aim of the invention is to improve the accuracy of control.

Поставленная цель достигается тем, что интерферометр снабжен светоделителем, расположенным между микрообъективом и Коллйматорным объективом, а одна из дифракционных решеток выполнена отражательной. Кроме того, отражательную дифракционную решетку располагают в процессе измерения так, что один из плоских участков штриха отражательной решетки перпендикулярен оси рабочего пучка, а другой перпендикулярен оси опорного пучка.This goal is achieved by the fact that the interferometer is equipped with a beam splitter located between the micro-lens and the Collimator lens, and one of the diffraction gratings is made reflective. In addition, the reflective diffraction grating is positioned in the measurement process so that one of the flat stroke portions of the reflective grating is perpendicular to the axis of the working beam, and the other is perpendicular to the axis of the reference beam.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого интерферометра, на фиг. 2 - профиль отражательной дифракционной решетки.FIG. 1 is a schematic diagram of the proposed interferometer; FIG. 2 - profile of the reflective diffraction grating.

Предлагаемый интерферометр содержит последовательно расположенныеThe proposed interferometer contains consistently located

на одной оптической оси источник 1on the same optical axis source 1

монохроматического света, телескопическую систему, предназначеннуюmonochromatic light telescopic system designed

756X92756X92

для совмещения рабочего и опорногоto combine work and support

световых пучков и включающую микрообъектив 2 и коллиматорный объективlight beams and including micro-lens 2 and collimator lens

3 г и две параллельные друг другу3G and two parallel to each other

дифракционные решетки 4 и 5, установленные перпендикулярно оптической оси 0-0 интерферометра.. Между 5diffraction gratings 4 and 5, installed perpendicular to the optical axis of the 0-0 interferometer .. Between 5

микрообъективом 2 и коллиматорным объективом 3 расположен светоделитель.'microbiosk 2 and collimator lens 3 is the beam splitter. '

6. Решетка 5 выполнена отражательной. Позицией 7 обозначена поверхность контролируемого объекта. 106. Grate 5 is made reflective. Position 7 marked the surface of the controlled object. ten

Предлагаемый интерферометр работает следующим образом.The proposed interferometer works as follows.

Вышедший иэ источника 1 монохроматического света слегка расходящийся пучок.света с помощью телескопической 15 системы, включающий микрообъектив 2 и коллиматорный объектив 3, преобразуется' в параллельный пучок требуемого диаметра и направляется перпендикулярно прозрачной дифракционной 20 решетке 4, прозрачные штрихи которой ориентируются таким образом, чтобы отклонение дифрагированных пучков осуществлялось в плоскости, перпендикулярной поверхности 7 контролируймого объекта. Пучок нулевого поряд- ⁴³ка дифракции на решетке 4, совпадающей с исходным коллимированным пучком, используется для Формирования опорного пучка, перпендикулярного отражательной решетке 5. Пучок пер- 30 вого порядка дифракции на решеткеA slightly diverging beam of light coming from a monochromatic light source 1 using a telescopic 15 system, including a micro-lens 2 and a collimator lens 3, is converted into a parallel beam of the required diameter and directed perpendicular to a transparent diffraction grating 4, whose transparent strokes are oriented so that the deviation diffracted beams were carried out in a plane perpendicular to the surface 7 of the controlled object. The beam of the zeroth diffraction orders of ⁴³ ka on the grating 4, which coincides with the original collimated beam is used for forming the reference beam perpendicular reflection grating 5. The beam 30 per--order diffraction at the grating

4 используется в качестве рабочего пучка, падающего наклонно на поверхность 7 контролируемой детали, а после отражения от нее на отражатель- . 35 ную решетку 5. Профиль и частота штрихов отражательной решетки 5 (фиг.2) выбраны таким образом, чтобы обеспечить автоколлимационное отражение рабочего и опорного пучков. Правиль- 4θ ный выбор параметров отражательной решетки .позволяет, управлять соотношением интенсивностей рабочего и опорного пучков для получения максимального контраста интерференционной картины. Автоколлимационные пуч- ⁴³ки, отраженные от решетки 5, пересекаются в обратном ходе на прозрачной решетке 4, причем рабочий пучок вторично отражается от поверхности контролируемой детали. При обратном про- 50 хождении решетки 4 рабочий и опорный пучки совмещаются без переворачивания относительно друг друга и после отражения от светоделителя 6 фокусируются в фокальной плоскости 55 Р' . В этом случае реализуется автоколлимационный ход лучей, обеспечивающий на выходе интерферометра полное наложение друг на друга опорного и рабочего пучков и образование интерференции.4 is used as a working beam, falling obliquely on the surface 7 of the test piece, and after reflection from it on the reflector. 35. The grating profile and frequency of the reflective grating 5 (FIG. 2) are chosen in such a way as to provide autocollimation reflection of the working and reference beams. The correct 4θ selection of the parameters of the reflective lattice allows one to control the ratio of the intensities of the working and reference beams to obtain the maximum contrast of the interference pattern. Ki autocollimation beam ⁴³ reflected from the grating 5, are crossed in the reverse on the transparent grating 4, wherein the working beam is reflected from the second surface of the component. When the lattice 4 is retracted 50, the working and reference beams are combined without being turned over relative to each other and after reflection from the beam splitter 6 are focused in the focal plane 55 Р '. In this case, an autocollimation beam path is realized, which provides at the interferometer output a complete overlap of the reference and working beams and the formation of interference.

Образовавшаяся интерференционная картина характеризует качество поверхности 7 контролируемой детали в пределах полосы шириной, равной диаметру коллиматорного объектива 3, и максимальной длиной, определяемой используемым углом дифракции решеток 4 и 5, рабочим диаметром решеток и расстоянием между ними. Форма полос интерференционной картины может регулироваться поворотом решеток 4 и 5 вокруг оси коллиматорного объектива 3 или наклонами телескопической системы. Для контроля поверхностей с различными коэффициентами отражения необходимо иметь набор решеток с соответствующими параметрами .The resulting interference pattern characterizes the quality of the surface 7 of the test piece within the band width equal to the diameter of the collimator lens 3 and the maximum length determined by the diffraction angle of the gratings 4 and 5 used, the working diameter of the gratings and the distance between them. The shape of the fringes of the interference pattern can be adjusted by turning the grids 4 and 5 around the axis of the collimator objective 3 or by tilting the telescopic system. To control surfaces with different reflection coefficients, it is necessary to have a set of gratings with appropriate parameters.

Предложенное устройство позволяет повысить точность измерения вследствие уменьшения вдвое цены полосы и устранения погрешностей, связанных с интерференцией развернутых относительно друг друга на 180° пучков, за счет введения отражательной решетки с 'заданным профилем и частотой штрихов .The proposed device allows to increase the measurement accuracy due to halving the cost of the band and eliminating errors associated with the interference of beams deployed relative to each other by 180 °, due to the introduction of a reflection grating with a given profile and stroke frequency.

Claims

Claim

1. An interferometer to control the straightness and flatness of an object's surface, containing a telescopic light source sequentially located on the same optical axis, a telescopic system designed to combine working and reference light beams

and includes a micro lens and a collimator lens, and two parallel diffraction gratings installed perpendicular to the optical axis, characterized in that, in order to improve the control accuracy, it is equipped with a beam splitter located between the micro lens and a collimator lens, and one of the diffraction gratings is made reflective ..

2. Interferometer on π. 1, characterized in that the reflective diffraction grating is positioned during the measurement so that one of the flat sections of the strokes of the reflection grating is perpendicular to the axis of the working beam, and the other is perpendicular to the axis of the reference beam.