Оптический производстенный контроль - Малакара Д.
Скачать (прямая ссылка):
11.2.2. Источник света для контроля по звезде
На практике для контроля по звезде никогда не используют в-, качестве тест-объекта настоящую звезду, поскольку турбулентность атмосферы вызывает такое изменение интенсивности, положения и аберраций изображения звезды, что становится невозможной его критическая оценка.
Искусственная звезда в лабораторных условиях — это точечное отверстие с лампой соответствующего спектрального состава. Оно должно быть достаточно малым, чтобы быть совершенно неразрешаемым, т. е. его угловые размеры в объективе должны быть го-
* Возможно использование терминов «избыточная» и «недостаточная» коррекция системы. — Прим. ред.
28 T раздо меньше л/Д где D — диаметр апертуры объектива. На практике легко проверить, имеет ли отверстие правильные размеры, определив, можно ли наблюдать какой-нибудь след края отверстия в изображении звезды. Большинство точечных отверстий достаточно нерегулярно по очертаниям, чтобы обеспечить изображение; если видна только дифракционная структура, отверстие достаточно мало .
Промышленностью выпускаются дорогостоящие точечные отверстия в специальных оправах для использования их в качестве пространственных фильтров для лазерных пучков. Для производственных целей дешевле и проще применение апертурных диафрагм электронных микроскопов. Они представляют собой тонкие медные диски диаметром ~3 мм с отверстиями 5—50 мкм. Эти отверстия не всегда точно круглые по форме, что не имеет большого значения для проведения контроля.
До того, как апертуры электронных микроскопов стали общедоступными, использовались другие устройства, описанные в указанных в начале этой главы литературных источниках. Среди них можно упомянуть использование отражения удаленного источника света в малом чистом шарике, полученном путем конденсации паров ртуги на покровном стекле микроскопа. Таким методом,- в частности, контролировали микрообъективы по звезде (современные данные по этой теме см. в п. 11.2.4). В производственной практике, однако, нужно помнить, что ртуть — это кумулятивный яд, который в значительном количестве может поглощаться операторами из ртутных паров при комнатной температуре и нормальном давлении. Для того чтобы легче «поймать» изображение звезды, необходим такой источник света, как кварцево-галогепная лампа или ртутная лампа высокого давления, сфокусированная на точечную диафрагму. Непосредственно за отверстием можно поместить фильтр (рис. 11.13). Использовать лазер в качестве источника для контроля по звезде обычно не рекомендуется, так как когерентность его излучения достаточно велика, чтобы вызывать эффекты интерференции между множеством пучков, многократно отраженных от поверхностей преломляющей системы. Эти эффекты могут быть настолько яркими, что ухудшают детали получаемой картины. Другим доводом против применения лазера, особенно для преломляющих систем, является то, что последние могут быть скорректированы для другой длины волны, а степень коррекции ссрернческой а беррации может заметно меняться в зависимости от а. Однако для контроля больших зеркальных систем лазер, вероятно, является наилучшим источником, так как обеспечивает интенсивность, достаточную для работы при дневном свете.
Рис. 11.13. Узел осветителя, который состоит из лампы, устанавливаемой в центрируемой и фокусируемой оправе, конденсора, фокусирующего изображение нити лампы на точечную диафрагму, собственно диафрагмы и светофильтра
286' 11.2.3. Устройство для контроля по звезде
Простейшее устройство для контроля небольших объективов показано на рис. 11.14. Расстояние, на котором следует поместить звезду, можно определить путем оценки влияния использования конечного сопряжен!,я. Для большинства практически интересных с.n чаев вполне достаточно пользоваться правилом «бесконеч-.'Лість—это расстояние, в 20 раз превышающее фокусное расстояние '.-оитролнруемой системы».
Окуляр должен обладать достаточным \велпчением для наблюдения всех деталей функции рассеяния точки. То, что они соизмеримы с радиусом первого темного кольца, а угловая разрешающая способность глаза при благоприятных условиях наблюдения составляет около Г, приводит к правилу, что фокусное расстояние окуляра в миллиметрах должно равняться числовой апертуре контролируемой системы * или быть меньше ее. Таким образом, для контроля пучка с апертурой //10 необходим окуляр с фокусным расстоянием 10 мм, пли с 25-кратным увеличением. Легко опре іслить, обладает ли окуляр достаточным увеличением: эго 6чдет в случае, когда видна вся дифракционная структура в изображении звезды.
Нет нужды говорить о том, что для контроля по звезде точного объектива необходим окуляр, имеющий очень незначительные собственные аберрации. Маловероятно, что это условие не будет соблюдаться, поскольку упомянутое выше правило подразумевает, что максимальный диаметр пучков лучей в окуляре равен 1 мм, а при такой апертуре большинство схем окуляров можно считать совершенными. Могут появиться случайные дефекты, такие, как царапины или незначительная децентровка, однако их легко обнаружить вращением окуляра.
