Оптический производстенный контроль - Малакара Д.
Скачать (прямая ссылка):
Особую ценность для контроля оптических деталей на ранних стадиях их изготовления представляет двухволновая голография (ДГ), обеспечивающая возможность проведения иптерферометрических измерений в видимом свете с чувствительностью, которую обычно молено получить только при больших длинах волн от невидимого источника. Часто при этом аттестуемая поверхность не известна достаточно точно для проведения компенсационного контроля. Интерферометрия в видимом свете слишком чувствительна; ее длинноволновый вариант, использующий невидимый для невооруженного глаза свет, трудно реализовать из-за отсутствия количественного приемника излучения и сложности согласования чувствительностен, возникающей при этом. Муаровая интерферометрия, которую можно считать варианюм голографнчеекого контроля, снижает требования к внешним условиям по сравнению с традиционной голографией и позволяет увеличивать диапазон измеряемых в видимом свете величии контуров и деформаций.
В этой главе, описаны примеры техники голографии и муара, используемые л оптическом контроле. Естественно, в нее включены не все возможные комбинация и варианты, а лишь наиболее интересные и полезные технические приемы и ссылки на первоисточники. Хотя, конечно, голография не обеспечивает решения HCC-X проблем оптического контроля, мы надеемся, что она, играя уже сейчас нажную роль при аттестации оптических деталей и систем, в ближайшее время і.айдет еще более широкое применение для этих целей.
12.2. интерферометры с реальными ГОЛОГРАММАМИ
Для голографической аттестации оптических компонентов можно использовать различные экспериментальные установки, конкретный гид которых зависит от особенностей контролируемых деталей. Так і ах готограмма по существу представляет собой ннтерферограмму с лосі аточго большим углом наклона между эталонным п рабочим / - .lu іелп;
Рис. 12.1. Уюдифшшроианпыи интерферометр Тваймана — Грина для голографического контроля:
;ер; 2— свої олелнте-1 — голограм.ма; 4 — іпте.іь пучка; 5 — коїі гро.іируєиоє яеркало; 6 — объектив; 7 — ирострап-ствепньїіі фильтр; 8 — плоскость интерференции (изображении голограммы); 9 — блок, нспол ьзу см ыи только в установке восстановлении голограммы
волновыми фронтами, схема контроля в основном совпадает с контролем на иитерферометрическои установке, а небольшие изменения позволяют волновым фронтам пересекаться под углом в несколько градусов. На рис. 12.1 изображен модифицированный интерферометр Тваймана — Грина, применяемый для изготовления голограммы вогнутого зеркала. Расположенные за голограммой объектив и пространственный фильтр (малая апертура) используются для ее восстановления. Обычно голограмма создает несколько различных »!!фракционных порядков, поэтом}, как будет показано ниже, кеоб->одим фильтр для выделения одного из них. Объектив также воспроизводит плоскость интерференции.
Для записи голограммы обычно используется гелий-неоновый, аргоновый, а в некоторых случаях импульсный лазеры. Наиболее употребительными регистрирующими средами являются серебряiio-галокдные фотоэмульсии «Кодами (Kodak) типа G49F, 049СИ, SOl73, SPl20, 131"и 125 пли «Агфз-Гефарт» {Agfa-Gevaeri) типа 8E56G, 10К56, 8ЇІ75 и іOF-75. Иногда фотопленку бывает трудно обработать, а постоянная голограмма не требуется; в чтпх случаях удобно применять фотохромы, фнгополнмеры и тепмоііластпчя. Опубликованы справочники но ,-'>,чо; рафичсскич записывающим материалам і 2. О, 19 29].
і L I
12.2.1. Хранение волнового фронта
В не .(.MHpi,:." н,:у'Hiян удооно "'--HHyatpnTC-C-Hf сохранить вол-.,и-
( ;¦-:!'.а; / с восстановленным подновим .jmonioM (порядок -'-!) '.на 2 Ірис. '2.2, б). Важно от\;етн'!Д., чдоесли голограмма записана на длине волны /.,, а восстановлена на /.г, то каждая полоса отклонения восстановленного волнового фронта соответствует изменению разности его оптического хода на /.;, а не л2.
волновые ррашяы: восстановленный
Ю
Рис, 12,2, Установка для восстановления голограмм при анализе записанного волнового
фронта:
й — методом нежа Фуко; б — интерферометрическим способом; 1, 7— голограмма; 2— нож; 3 — нулевок порядок луча 1; 4 — плюс 1-й порядок луча 2; 5—интерферограмма; 6 — пространственный фильтр
Фронт волны, восстановленный голограммой, не полностью идентичен используемому при ее записи вследствие трех основных источников ошибок: 1) различий между восстанавливающей и записывающей схемами; 2) деформации записывающего материала и 3) аберраций, вносимых его подложкой.
Ошибки, вызванные первой причиной, можно значительно уменьшить, если использовать коллимированный эталонный волновой фронт, а фронт от объекта максимально приблизить к плоскому. Использование таких фронтов имеет особую важность, если восстанавливающая длина волны отличается от записывающей.
Деформация регистрирующего материала может изменить форму записанных интерференционных полос, а следовательно, и форму реконструированного волнового фронта, однако исследования показывают, что нестабильность эмульсии (например, для фотопластинки «Кодак-649Р») вызывает среднюю квадратическую погрешность волнового фронта менее чем /./'40 [36].
