SU777410A1 - Устройство дл контрол дефектов полированных поверхностей оптических деталей с углом полного внутреннего отражени - Google Patents

Description

Изобретение отнооит-с  ж контрольноизмерительной технике Н может быть использовано дл  обнаружени  ловерхностного трещиноватого сло  на поверхност х полированлых оппичеакйх деталей, подвергающихс  воздействию мощных ОПТ:ИЧеСК1ИХ пучков, например полированных поверхностей выходных окон лазерных дально,меров или отражающих призм оптических резонаторов мощных оптических квантовых генераторов. Известно устройство дл  обнаружени  .Микротр-ещин Методом тгроекциопной рентгеновской микроскопии с ПОМОЩЬЮ электропного зоида 1. Устройство включает излучатель , фокусирующий ;на тонкую металлическую фольгу поток электроно-в, которые вызывают излучение вторичных характеристических рентгеновских лучей, расход щихс  конусом от противоположной стороны металлической фольги под точкой падени  электронов, которыми облучают объект. Недостаток уст1ройст1ва заключаетс  в том, что по полученным проекционньш фотоснимкам можно лищь jKOCBeHHbiiM образом оценить глубину залегани  зафиксированных микротрещин. Точность такой оценки весьма невелика. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  (Контрол  дефектов полированных поверхностей оптических деталей с углом полного внутреннего от1ражени , содержащее осветительную систему, устанавливаемую напротив одной из праней контролируемой детали, и регистрирующую .систему, устанавливаемую напротив отражающей грани детали 2. Недостатком устройства  вл етс  его невысока  точность при определении глубины трещиноватого сло  на полированной поверхпост1И. Целью устройства  вл етс  повышение точности контрол . Дл  до1стижени  этой цели устройство снабжено полупрозрачной -пластиной, установленной за осветительной системой под углом в 45° 1К ее оптической оси, двум  светофильтрами , каждый из которых размещен в ходе одного из световых потоков от пластины, и плоским зеркалом, установленным параллельно пластине за оветофильтром на оптической оси, перпендикул рной оптической оои ооветительной системы, регистрирующа  Система выполнена из двух фотоприемников и счетно-1решающей схемы, а границы максимумов спектрального тгропускани  светофильтров лДовлетвор ют условИю:

где

п - рациональное число 1,45 ,3; тл - верхн   Пралица рабочего епект|рального диапазона, мкм; -min-нижн   граница раоочего спектрального диапазона, мкм; b - линейный Размер повдрхностных

мйкротрещин, мкм.

На фиг. 1 изображено устройство дл  .контрол  дефектов полирова лых поверхностей оит1Ических деталей с углом подного внутреннего отражени ; на фиг. 2 - контролируема  деталь (иризма полного внутреннего отражени ).

Устройство дл  .контрол  дефектов нолнрованных поверхностей оптических деталей с углом полного внутре него отражени  содержит осветительную систему из источника / излучени    .коллимационной оптической системы 2, .полупрозрачную иласт илу 3, плоское зеркало 4, светофильтры 5 и (, диафрагмы 7 и 8, фотоприемники 9, 10, регистрирующую систему, выполненную из счетлорешающей схемы//. ;,. ..

Устройство работает следующим образом .

От источника / излучени  с помощью ;колл.и.мац.ио.нлой оптической системы 2 формируют узкий параллельный лучок лучей, который раздел ют ла .два полупрозрачной пластиной 5. Ответвленный пучок лучей прелбмл ют иа ллоском зеркале 4 и оба пуч;ка направл ют сквозь уЗКо.полосиь1е светофильтры 5, 6 лерлендикул рло поверхности боховой трави призмы 12. Если на этой лрани отсутсттвуетповерхностный трещиноватый слой, то оба пучка преодолевают грагаицу раздела во.здух-стекло и распростра .н ютс  в Л|р ,мо1м иаправлении до отражающей грани лр,из1мы 12 на которую оба луча падают под углом фп Р, гае Р-угол между грал ми призмы 12 по ходу лучей. Так как выполн етс  условие P arcsin

-т, где лЯшах - спектральный потах ..

.казатель преломлени  материала лризмы, то оба луча претерпевают полное внутреннее отражение,   излучен.ие ле дроникает за отражающую гр.ань, а сигиалы с фото П|рием.ии,ков Я /( paiBHbi нулю..

Трец1и.новатый поверхностный слой полированной оптической детали  вл етс  рассёИ1вающим. Е.сли такой слой имеетс  на одной из граней призмы полного внутрёйнёго строени  (ПВО), то пр мо прошедший пучок па.дает «а вторую (отражаю-- - щую ) грань под углом ф„ агсзт-,

гдел - показатель Преломлени  материала призмы, и полиостью отраж.аетс , ле выход  за ее пределы. Рассе нные  а первой грани лучи лопадают .на отражающую грань под углом ф2, причем

е

0

где 0 - угол падени  внутри ПВО.

Все рассе нные луч1И, дл  которых

В

tp.,,- „-, выход т за пределы отражающей гра.нй. Таким образом,производ т разделение рассе лных на М|И Иротрещ.инах лучей отлр мо лрошедших.

При .наличии трещиноватого рассеивающего .сло  рассе ллые . луч1И выход т за пределы отражающей грани :и попадают на

фотоприемники Я 10. При этам последовательно попарно к(е.н ют светофильтры 5, 6, а сигналы с фотопрпемликов Я Ю накапливаютс  Б счетно-рвщающей схеме 11, где затем (Вычисл етс  величина рассеивающих М1икр|0трещин с точностью до 1 мкм.

Наличие попарно мен ющихс  светофильтров ускор ет процесс «аколлени  инфор .мацни .и сокращает длительность контрол . Кроме того, это дает воз.можность

ограничить объем ла:м т1И запоминающего устройства, а схему вычислени  построить ла основалии разностного сигнала фотоириемликов 9, W.

Зкоперим.ептальна  Л1ровер,ка работы

устройства ла /р де пр зм ПВО с щероховато-залол .ираванной поверхъостью гр&ии показала, что границы ра-бочего спектрального диапазона св заны с линейными размерами поверхностнь1х микротрещин в щир .оком диапазоне следующим образом:

,|Л|пгх MIIIII; is t,

где Amiu b;

п - рациолальное число 1,,4,3;

-max -.верхн   г раница рабочего слектрально-го диапазона, мкм; min - нижн   гра.ш1Ца рабочего спектрального диапазона, мкм; .Ь - линейный фазмер поверхностных

микротрещин, мкм.

Снабжение устройства полупрозрачной

пластиной и светофильтрами при опре.делен ом их (расположении и выборе спектральлого диатсазола позвол ет повысить

точ.ность контрол  Дефектов.

Claims (2)

1. Бирке Л. С. Рентгеновский микроанализ с номощью электронного з0;нда. М., «Металлурги , 1966, с. 150-151.

2. Качалов Н. Н. Технологи  щлифовки и полировки листового стекла. М-Л., АН СССР, 1958, с. 238-239 (протопил).