Способ контроля кривизны поверхностей

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы плоских поверхностей , диффузно отражающих свет. Целью изобретения является повьшение производительности процесса контроля, достигаемое за счет исключения необходимости фотографирования интерференционной картины и обработки негатива . Контролируемая поверхность освещается двумя парами коллимированных световых пучков, каждая из которых, образует на поверхности систему интерференционных полос. Поскольку пучки , принадлежащие разным парам, взаимно не.когерентны, наложение интер- . ференционных картин приводит к появлению муаровых полос, по виду которых судят о кривизне поверхностей. 1 ил. а оо со о 4 СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ социАлистичЕсних

РЕСПУБЛИН (19) (11) ц1) 4 G 01 В 9/02

ЗСР®p)egg g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4004903/24-28 (22) 06.01.86 (46) 15.08.87. Бюл. У 30 (72) А.А.Воеводин, Д.Л.Богачев и Л.Е.Безверхова (53) 531.717.2(088.8) (56) Abramson N. Interfегоmetric шеаsurement of differences between two

conditions. — Laser Focus, 1968, v. 4, р. 26. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КРИВИЗНЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы плоских поверхностей, диффузно от.ражающих свет.

Целью изобретения является повышение производительности процесса контроля, достигаемое за счет исключения необходимости фотографирования интерференционной картины и обработки негатива. Контролируемая поверхность освещается двумя парами коллимированных световых пучков, каждая из которых образует на поверхности систему интерференционных полос ° Поскольку пучки, принадлежащие разным парам, взаимно некогерентны, наложение интер- . ференционных картин приводит к появлению муаровых полос, по виду которых судят о кривизне поверхностей. 1 ил, Ж

1330457

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля формы плоских поверхностей, диффуэно отражающих свет.

Цель изобретения - повышение про-, изводительности процесса контроля, достигаемое за счет исключения необходимости фотографирования интерференционной картины и обработки негатива.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит из лазера 1, светоделительного зеркала 2, плоского зеркала 3, линз 4 и 5 и фотопластинок

6 и 7, на которых предварительно выполнены голограммы двух пар коллимированных пучков, каждая иэ которых пересекается на контролируемой поверхности 8 под углом 9 .

Способ осуществляют следующим образом.

Пучок лазера 1 делится зеркалом 2 на два пучка равной интенсивности.

Длины оптических путей пучков от светоделителя. до контролируемой поверхности регулируются за счет расстояния между зеркалами 2 и 3 таким образом, чтобы в соответствии с длинои

В резонатора лазера и числом генерируемых продольных мод взаимная когерентность двух пучков приближалась к нулю. С помощью линз 4 и 5 получают расходящиеся пучки, которыми освещают

° поверхность фотопластинок 6 и 7. С записанных на них голограмм восстанавливаются две пары коллимированных пучков, которые освещают контролируемую поверхность .8.

Каждая пара пучкой образует на поверхности двухлучевую интерференционную картину. Картины, будучи взаимно некогерентными, складываются по интенсивности, образуя муаровые полосы.

По отклонениям шага муаровых полос от рассчитываемого начального значения оценивают угол наклона поверхности относительно эталонной поверхности.

За эталон при осуществлении предлагаемого способа можно принять любую идеальную поверхность, например плоскость. Пусть форма контролируемой поверхности совпадает с идеальной плоскостью. Тогда каждая пара взаимно когерентных пучков образует при пересечении с поверхностью сетку интерференционных полос с шагом, равным

% 1

d (1)

5 8 cos ср;

s in-—2 где i = 1,2 — номер пары пучков; d — длина волны излучения лазера; ц ; — углы между нормалью к идеальной плоскости и биссектрисами углов 0 .

Интерференционные полосы разных систем будут параллельны друг другу

15 при условии, что углы 9 и (; принадлежат одной плоскости, как показано на чертеже.

Так как пучки первой и второй пары взаимно некогерентны, то интерференционные картины будут двухлучевыми, а общая освещенность поверхности определяется сложением интенсивностей этих картин.

Следовательно, при разной величине шагов d, будут н аблюда ться муаровые полосы с шагом в направлении, перпендикулярном интерференционным полосам:

30 дЧ = С агс$1П(В- fì) — С. (4)

Э

5О где f„пРостРанственная частота муаровых полос, т. е. величина, 1 обратная mat.y: f м м и С, — константы, определяемые геометрией схемы освещения.

С

55 !

Картина муаровых полоа в каждый момент времени соответствуег распределению углов наклона контролируемой

d1 d2

Й (2) м,1 С1 а

Подставляя (I) в (2), получим выражение шага муаровых полос через teометрические параметры схемы освещения, которое с учетом малости угла 8

d — . (3)

8 (соэЧ вЂ” созс,). .Величиной,, характеризующей откло- нение контролируемой поверхности от выбранной идеальной плоскости, служит величина угла dq между ними в каждой точке поверхности. Формальными преобразованиями выражения (3) получаем следующую формулу для расчета величи45 ны dp на основе результатов измерений шага муаровых полос:

1330457

Формула из обретения

Составитель М.Семчуков

Техред И.Попович

Корректор Н. Король

Редактор А.Ревин

Заказ 3570/42

Тираж 676

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 поверхности относительно идеальной плоскости.

Учитывая малую величину углов наклона ьс, зависимость между ними и частотой полос можно считать линейной, упрощая, приведем зависимость (4) к виду

6q= С f С,, (5) где С вЂ” измененное значение константы.

Способ контроля кривизны поверхностей, заключающийся в том, что освещают контролируемую поверхность двумя .взаимно когерентными коллимированными световыми пучками, пересеI кающимися на поверхности, наблюдают муаровую картину, образующуюся при суперпозиции двух интерференционных картин, и по муаровой картине судят о кривизне поверхности, о т л и ч аю щ и.й с я тем, что, с целью повыщения производительности процесса контроля, одновременно с освещением одной парой пучков поверхность освещают второй парой взаимно когерентных, но не когерентных с первой парой коллимированных световых пучков, пересекающихся на поверхности, и наблю1 дают муаровую картину,.образующуюся при суперпозиции интерференционных картин, полученных от взаимодействия каждой из пар освещающих пучков на контролируемой поверхности.