Интерферометр для контроля выпуклых гиперболических поверхностей малого диаметра

контроля таких поверхностей [1, 4–12]: метод пробных стекол; ком-

пенсационный метод; метод анаберрационных точек.

Метод пробных стекол не получил широкого распространения; его

недостатками являются контактность и сложность изготовления асфе-

рического пробного стекла. В отличие от метода пробных стекол, ком-

пенсационный метод весьма распространен. Однако в некоторых за-

дачах его применение не целесообразно. Это обусловлено индивиду-

альностью компенсатора и тем, что размеры последнего соизмеримы,

либо превосходят размеры контролируемой поверхности.

Разработка высокоточного метода контроля, свободного от перечи-

сленных выше недостатков, является актуальной задачей. В настоя-

щей работе рассмотрена схема интерферометра для контроля качества

отражающих выпуклых гиперболических поверхностей с местной по-

грешностью формы 0,05 и более длины волны методом анаберраци-

онных точек. Указанный метод основан на использовании свойства

геометрических фокусов отражающих АП второго порядка, являю-

щихся парой оптически сопряженных анаберрационных точек. Идея

метода заключается в применении расположенной между фокусами

гиперболической поверхности плоскопараллельной пластины для со-

здания рабочего и эталонного волновых фронтов. Схема интерферо-

метра впервые была предложена в работе [1]. Однако в этой работе

не было проведено исследование диапазона контролируемых поверх-

ностей в соответствии с заданным требованием к их точности. Цель

настоящей работы – оценка возможностей интерферометра – иссле-

дование диапазона радиусов и эксцентриситетов контролируемых по-

верхностей и соответствующей этим диапазонам точности контроля.

Описание интерферометра.

Принципиальная схема интерферо-

метра Физо представлена на рис. 1. В основу его действия положены

свойства когерентности и монохроматичности лазерного излучения.

Для пояснения принципа работы интерферометра предположим,

что полупрозрачная плоскопараллельная пластина

, установленная

перпендикулярно линии, соединяющей геометрические фокусы

контролируемой гиперболической поверхности, — бесконечно тон-

кая. Пусть расстояние от геометрических фокусов до пластины оди-

наковы, а фокус микрообъектива

совмещен с фокусом

. Числовая

апертура микрообъектива выбирается по апертурному углу

в фокусе

. Лучи, отраженные от пластины, создают эталонный сферический

волновой фронт. Лучи, прошедшие через пластину, отражаются от

контролируемой АП и вторично проходят через пластину, формируя

рабочий волновой фронт. Последний будет сферическим, если кон-

тролируемая поверхность и пластина имеют идеальную форму. Цен-

тры кривизны эталонного и рабочего волновых фронтов совмещены,

поэтому на экране

должно наблюдаться равномерно освещенное

интерференционное поле.

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2015. № 1 133