Лазерный интерферометр для контроля параболических поверхностей

Аннотация

Проведен теоретический анализ процесса формирования интерференционной картины в лазерном интерферометре на основе волновой теории для определения параметров, влияющих на распределение освещенности в интерференционной картине. Рассмотрена схема интерферометра, реализующая метод анаберрационных точек для контроля отражающих и линзовых параболических поверхностей диаметром 10...80 мм с большим относительным отверстием. Интерферометр содержит лазерный осветитель, светоделительный элемент в виде полупрозрачной плоскопараллельной пластинки с микрозеркальным покрытием (диаметром 0,5...1 мм) в центре, эталонное плоское зеркало. Рассмотрены также схемы интерферометра для контроля выпуклых и вогнутых параболических поверхностей. Получены выражения для распределения амплитуды излучения и освещенности в интерференционной картине с учетом волновой аберрации контролируемой поверхности. Приведена методика измерения погрешности контролируемой параболической поверхности по величине искажения периода интерференционной картины. Величина искажения в изображении интерференционной картины должна быть не меньше размера светочувствительного элемента выбранного матричного приемника излучения. Приведены формулы для расчета параметров компонентов интерферометра исходя из требуемой погрешности измерения и параметров матричного приемника излучения и пример расчета параметров компонентов интерферометра и погрешности контроля параболической поверхности. Показано, что погрешности измерения формы вогнутой и выпуклой параболических поверхностей составляют σ = λ / 44 и σ = λ / 66

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Тимашова Л.Н., Кулакова Н.Н. Лазерный интерферометр для контроля параболических поверхностей. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2024, № 2 (147), с. 70--83. EDN: DSWFSN

Литература

[1] Кривовяз Л.М., Пуряев Д.Т., Знаменская М.А. Практика оптической измерительной лаборатории. М., Машиностроение, 2004.

[2] Креопалова Г.В., Пуряев Д.Т. Исследование и контроль оптических систем. М., Машиностроение, 1978.

[3] Креопалова Г.В., Лазарева Н.Л., Пуряев Д.Т. Оптические измерения. М., Машиностроение, 1987.

[4] Малакара Д., ред. Оптический производственный контроль. М., Машиностроение, 1985.

[5] Андреев А.Н., Гаврилов Е.В., Ишанин Г.Г. и др. Оптические измерения. М., Логос, 2008.

[6] Кирилловский В.К. Оптические измерения. Теория чувствительности оптических измерительных наводок. Роль оптического изображения. СПб., ГУ ИТМО (ТУ), 2003.

[7] Тимашова Л.Н., Кулакова Н.Н. Интерферометр для контроля углов клиньев. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2020, № 2 (131), с. 117--129. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3933-2020-2-117-129

[8] Шредер Г., Трайбер Х. Техническая оптика. М., Техносфера, 2006.

[9] Мишин С.В., Кулакова Н.Н., Тирасишин А.В. Адаптация алгоритма поиска координат энергетического центра изображения автоколлимационной точки для работы с цифровым автоколлиматором. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2016, № 2 (107), с. 117--124. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-2016-2-117-124

[10] Тимашова Л.Н., Кулакова Н.Н., Сазонов В.Н. Оптико-электронная система для измерения сферической аберрации. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2018, № 6 (123), c. 112--122. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-2018-6-112-122

[11] Кулакова Н.Н., Каледин С.Б., Сазонов В.Н. Анализ погрешностей измерения фокусного расстояния ИК-объективов гониометрическим методом. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2017, № 4 (115), с. 17--26. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3933-2017-4-17-26

[12] Тимашова Л.Н., Кулакова Н.Н. Анализ интерферометра с микрозеркалом на светоделительном кубике. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2021, № 3 (136), c. 129--143. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3933-2021-3-129-143

[13] Тимашова Л.Н., Кулакова Н.Н. Интерферометр для контроля выпуклых гиперболических поверхностей малого диаметра. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2022, № 3 (140), c. 115--130. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3933-2022-3-115-130

[14] Мосягин Г.М., Немтинов В.Б., Лебедев Е.Н. Теория оптико-электронных систем. М., Машиностроение, 1990.

[15] Якушенков Ю.Г. Проектирование оптико-электронных приборов. М., Логос, 2000.

[16] Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. М., Логос, 2004.

[17] Коротаев В.В. Расчет шумовой погрешности оптико-электронных приборов. СПб., НИУ ИТМО, 2012.

[18] Абдулкадыров М.А., Дружин В.В., Лазарева Н.Л. и др. Интерферометр для многофункционального оптического контроля. Контенант, 2018, № 2, c. 80--84.

[19] Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем. СПб., Лань, 2008.

[20] Кулакова Н.Н., Пермяков И.А., Тышкунов Н.В. Объектив Петцваля с расширенным спектральным диапазоном для регистрации интерференционной картины в инфракрасном фурье-спектрометре. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2015, № 3 (102), c. 116--126. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3933-2015-3-116-126