Интерферометр переменной чувствительности для контроля отклонений от плоскостности поверхности

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения отклонений от плоскостности поверхибстей с различной шероховатостью. Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля за счет возможности получения многолучевой интерференции. Интерферометр содержит равнобедренную призму А и tmoA. ю оо О1 К)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 01 В 9/02 дХ *аса%ЮЧаа ЪР = ЛГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Г (Я ф!цЦ ( - 7,,10Яя»а

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (46) 15.12.91. Бюп. У 46 (2i) 3897586/28 (22) 20.05.85

/ (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологической службы (72) А.Г.Серегин, И.И.Духопел, Л.Н.Логачева, В.Б.Мартынова и Н.А.Прохорова (53) 531.715.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 578562, кл. G 01 В 9/02, 1977. .Средства контроля оптических деталей.и узлов. Сборник тезисов докладов. М.". НИИИнформации, 1980,с.50-51.

„ЛО„„1298529 А1 (54) ИНТЕРФЕРОМЕТР ПЕРЕМЕННОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОТКЛОНЕНИЙ

ОТ ПЛОСКОСТНОСТИ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения отклонений от плоскостности поверхностей с различной шеррховатостью. Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля за счет возможности получения многолучевой интерференции. Иптерферометр содержит равнобедренную призму 4 и

1298 "1 29 установленные на поворотных основаниях 3 и 5 осветительнунэ и регистрирующую системы. Контролируемый объект устанавливается,на держателе 8. Otклояе от плоскостности поверхнос" ти объекта определяются по интерференционной картине, возникающей при взаимодействии пучков отраженных от контролируемой поверхности и основа" ния призмы 4, выполненного в виде образцовой плоскости. Изменение чувствительности интерферометра производится благодаря синхронному развороту осветительной и регистрирующей систем при сохранении симметрич" ности их осей относительно плоскости симм трии призмы 4. Ось разворота основания 3 осветительной системы г|ерпендикулярна главной плоскости призмы и проходит через точку пересечения перпендикуляра„ опущенного из середины основания призмы на входную грань, с продолжением такого лежащего в главной плоскости призмы луча, который ггосле преломления на входной боковой грани проходит через середину основания и образует с ним угол полно" го,внутреннего отражения. Для определения цены интерференционной поло1

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения отклонений от плоскостности поверхностей с различной шероховатостью. 5

Цель изобретения - повышение точности и производИтельности контроля.

Это достигается благодаря повышению контрастности интерференционных полос в результате воэможности получения многолучевой интерференции эа счет линейной подвижки депжателя, наличию образцовой меры, позволяющей точно определять и регулировагь чувствительность интерферометра, а также уменьшению методической. погревности при контроле поверхностей больших габаритов методом переналожения эа счет .сокращения количества шагов в результате увеличения размеров зоны, контролируемой за одну установку объекта измерений. сы при измененном угле пацгння пучка на основание при.3Mb1, и интерферометре предусмотрена воэможность введе ния в пространство между основанием призмы 4 и держателем 8 образцовой меры 10 с эталонной сферической поверхностью. Пержатель 8 выполнен с возможностью линейных смещений в направлении, перпендикулярном основанию призмы 4. Указанное перемещение позволяет при любом угле падения освещающего пучка на основание призмы

4 обеспечить выполнение условий возникновения многолучевой интерференции, благодаря чему повышается контраст интерференционных полос и точность измерения. Реализованная в интерферометре ориентация осей разворота осветительной н регистрирующей систем обеспечивает минимальное виньетироВание пучков при изменении их углов падения на грани призмы,.чтo дает возможность контролировать при единой установке измеряемого объекта на держателе максимальный участок поверхности. Благодаря этому повышается точность и производительность контроля крупногабаритных поверхностей методом переналожения ° 1 ил.

На чертеже представлена принципиальная схема интерферометра.

Интерферометр содержит последовательно расположенные на одной оси лазерный источник I света и осветительную коллимирующуюся систему 2, жестко установленные на поворотном основании 3, равнобедренную призму

4, регистрирующую систему, установленную на поворотном основании 5 и содержащую оптическую проекционную систему 6 и регистрирующее устройство 7, держатель 8 контролируемых объектов, снабженный механическим узлом 9, вводящим и выводящим нз пучка лучей, падающих иэ призмы « на держатель 8, образцовую меру 10,предназначенную для определения цены интерференционной полосы цри соответст-вующих углах падения пучка лучей, а также устройство синхронного повороtel осветительной H регистрирующей )29

3 1298 спс тем (не показано ), кинематнческн связанное с поворотными ocнованпями

Зи5..

Конструктивной особенностью интерферометра является наг ичие двух центров вращения: С для основания

3 осветительной системы и С для ос 2 нования 5 регистрирующей системы, расположенных симметрично относительно плоскости симметрии призмы 4. щ

Центр;С, находится на пересечении перпендикуляра, опущенного иэ середины образцовой грани на входную грань, с продолжением луча осветительной системы, падающего после f5 преломления в призме на середину основания под углом полного внутреннего отражения.

Интерферометр работает следующим образом. 20

Вышедший иэ лазерного источника слабо расходящийся пучок света с по— мощью осветительной коллимирующей системы 2 преобразуется в параллельный пучок соответствующего диаметра 25 и направляется на входную грань призмы 4. Преломленный в при..stte 4 пучок частично выходит из призмы 4 в направлении держателя 8 и падает на образцовую меру 10, укрепленную в ме-30 ханическом узле 9, вводящем и выводящем меру из пучка, Для определения цены интерференционной полосы, соответствующей данному углу падения света на призму 4, мера 9 вводится в пространство между призмой 4 и держателем 8, а при измерении отклонений от плоскостности поверхности мера выводится из пучка и контролируемьф объект устанавливается на дер- 40 жателе.

Пу ки, отраженные от меры или от контролируемой поверхности, взаимодействуют с пучком, отраженным от поверхности образцовой грани приз- 45 мы 4, в результате чего на образцовой грани возникает интерференционная картина, которая системой 6 проектируется в регистрирующее устройство 7. В качестве регистрирующего уст-50 ройства могут быть использованы видикон, фотоаппарат, окулярный микрометр.

Настройка интерференционной картины на требуемые ширину и направление интерфсренционных полос осуществля- 55 ется поворотами держателя 8 относительно осей Х и Y минимальный зазор между сравниваемыми поверхностями, 4 соот етстпующпй выбранному углу падения света на контролируемую поверх

I ность для обеспечения контра< тпой tllc, голучевой картины, достигается перемещением держателя вдоль оси Я..

В интерферометре удобно и в широких пределах осуществляется иэменейие угла падения светового пучка на контролируемую поверхность и, следовательно, изменение цены интерференциочной полосы или чувствительности прибора. При этом благодаря указанному расположению осей разворотов осветительной и регистрационной систем происходит минимальное виньетирование пучков на боковых гранях призМы, что позволяет увеличить размер зоны, контролируемой при одной установке интерферометра относительно контролируемой поверхности.

Формула изобретения

Интерферометр переменной чувствительности для контроля отклонений от плоскостности поверхности, содержа.— щий коллимирующую осветительную систему, расположе ннук ио ходу пуч ка излучения осветительной системы равнобедренную призму, выпопненную с основанием в виде образцовой плоской поверхности и ориентированную так, ITA пучок освети1ельпой системы падает на одну из боко ых граней призмы параллельно ее главному сечению,регистрирующую систему, установленную так, что ее оптическая ась симметрична оси пучка излучения осветительной системы относительно плоскости симметрии призмы, держатель контролируемога o0ьекта, расположенный со стороны основания призмы, и узел изменения угля наклона осей. осветительной и регистрирующей систем относительно основания приэмы, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и производительности контроля, интерферометр снабжен образцовой мерой,. выполненной со сферической образцовой поверхностью и установленной с возможностью ввода и вывода ее иэ пространства между держателем и призмой, осветительная система установлена с возможностью разворота вокруг оси, перпендикулярной главной плоскости призлы и проходящей через точку пересечения перI 2985

Составитель И Семчуков

Редактор С.Патрушева Техред М.Ходаиич Корректор И,Эрдейи!

Заказ 4665 Тирач . Подписное

BHHHt1H Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пендикуляра опущенного из середины основания призмы на входную грань, с продолжением такого луча, который лежит в главной плоскости призмы и после преломления на входной боковой. грани проходит через середину основания и образует с ним угол полного внутреннего отражения, регистрирую- . щая система устайовлена с возможностью разворота вокруг бси, симметричной оси10 разворота осветительной системы отно29 6 сительно плоскости симметрии призмы, узел изменения углов наклона осей осветительной и регистрирующей систем выполнен в виде механизма синхронного разворота обеих систем, а держатель установлен с возможностью линейного перемещения в направлении,. перПендикулярном основанию призмы, и наклонов вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, параллельных .основанию призмы..