Интерференционный метод контроля формы выпуклых асферических поверхностей с помощью концентрической менисковой линзы

Аннотация

Выпуклые асферические поверхности находят все большее применение в качестве элементов высокоточных оптических приборов различного назначения. Сложность изготовления таких поверхностей связана с тем, что существующие методы контроля их формы с оптической точностью 20...30 нм требуют использования вспомогательных эталонных оптических элементов, размеры которых в несколько раз больше размеров контролируемой детали. Предложен автоколлимационный метод контроля с использованием концентрической менисковой линзы, размеры которой незначительно превышают размеры контролируемой детали. Приведены результаты расчета конструктивных параметров схемы контроля на основе теории аберраций третьего порядка. Рассмотрено влияние показателя преломления и толщины концентрической менисковой линзы на максимальное и среднеквадратическое отклонение формы поверхности при разных требованиях к радиусам концентрической менисковой линзы. Предложено моделирование разработанной схемы в программе Zemax. Описана оптическая система интерферометра Физо с применением в его схеме объектива с эталонной поверхностью для реализации разработанного метода. Прикладные исследования проведены для контроля вторичных зеркал телескопа Ричи --- Кретьена в обсерватории Хоа Лак (Вьетнам) и спутникового телескопа SNAP

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Нгуен С.Ч., Дружин В.В. Интерференционный метод контроля формы выпуклых асферических поверхностей с помощью концентрической менисковой линзы. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2023, № 2 (143), с. 4--19. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3933-2023-2-4-19

Литература

[1] Пуряев Д.Т., Дружин В.В., Абдулкадыров М.А. и др. Компактный лазерный интерферометр для многоцелевых оптических измерений в видимой и ИК-областях спектра. Контенант, 2020, т. 19, № 2, с. 1--5.

[2] Пуряев Д.Т. Методы контроля оптических асферических поверхностей. М., Машиностроение, 1976.

[3] Malacara D. Optical shop testing. New York, John Wiley & Sons, 2007.

[4] Семенов А.П., Патрикеев В.Е., Пуряев Д.Т. и др. Интерферометр для контроля выпуклых гиперболоидов. Контенант, 2018, т. 17, № 2, с. 89--93.

[5] Пуряев Д.Т., Дружин В.В., Семенов А.П. и др. Интерферометр для контроля формы выпуклых гиперболоидов. Контенант, 2020, т. 19, № 2, с. 6--11.

[6] Полещук А.Г. Формирование асферических волновых фронтов с помощью синтезированных голограмм. Интерэкспо Гео-Сибирь, 2013, т. 5, № 3, с. 11--14.

[7] Percino-Zacarias M.E., Cordero-Da’vila A. N-Hindle-sphere arrangement with an exact ray trace for testing hyperboloid convex mirrors. Appl. Opt., 1999, vol. 38, no. 28, pp. 6050--6054. DOI: https://doi.org/10.1364/AO.38.006050

[8] Druzhin V., Puryaev D., Semenov A., et al. Interferometer for surface figure of large convex hyperboloid mirrors. Proc. SPIE, 2020, vol. 11451, art. 114510V. DOI: https://doi.org/10.1117/12.2560364

[9] Полещук А.Г., Хомутов В.Н., Маточкин А.Е. и др. Лазерные интерферометры для контроля формы оптических поверхностей. Фотоника, 2016, № 4, с. 38--50. DOI: https://doi.org/10.22184/1993-7296.2016.58.4.38.50

[10] Qi L., Zheng L., Ye L., et al. Convex aspheric surface testing method using an autocollimation lens. Acta Optica Sinica, 2020, vol. 40, no. 8, art. 0822001. DOI: https://doi.org/10.3788/aos202040.0822001

[11] Ye X., Han C., Han S., et al. Intelligent selection of industrial transmission sphere for interferometer. Proc. IEEE ITOEC, 2017, pp. 86--90. DOI: https://doi.org/10.1109/ITOEC.2017.8122385

[12] Thao N.T., Dung M.T., Loc P.V., et al. The 50 cm telescope of Hoa Lac observatory: an introduction. VJSTE, 2019, vol. 61, no. 4, pp. 14--28. DOI: https://doi.org/10.31276/VJSTE.61(4).14-28

[13] Michael L.L., Carl W.A., Greg A., et al. SNAP telescope. Proc. SPIE, 2002, vol. 4849. DOI: https://doi.org/10.1117/12.460074

[14] MLOPTIC transmission spheres. mloptic.com: веб-сайт. URL: https://mloptic.com/wp-content/uploads/2022/01/Transmission-Spheres.pdf (дата обращения: 15.06.2022).

[15] Metrology for optics redefined. yuanch.com: веб-сайт. URL: http://www.yuanch.com/pdf/19_XO-Catalogue_2020N_S.pdf (дата обращения: 15.06.2022).