Оптический производстенный контроль - Малакара Д.
Скачать (прямая ссылка):
1.2.6. Лазерный интерферометр Физо
Рассмотрим интерферометр Физо, в котором в качестве источника света используют лазер (рис. 1.22). Выходящие из лазера лучи проецируются микрообъективом на точечную диафрагму и хорошо скорригированной линзой преобразуются в параллельный пучок. Между объективом коллиматора и точечной диафрагмой помещают светоделитель, для того чтобы полосы можно было наблюдать со стороны.
Желательно иметь матовый экран для проецирования на него интерференционной картины, так как смотреть непосредственно в прибор при использовании лазерного источника опасно. Плоскости эталона, закрепленного неподвижно, и контролируемой детали установлены так, чтобы создать в схеме автоколлимационный ход лучен. Для облегчения предварительной юстировки прибора используют экран, на который проецируют два изображения точечного
28 Рис. 1.22. Лазерный интерферометр Физо для контроля плоских поверхностей:
/ — фотокамера: 2 — фотообъектив: .1—микрообъектив; 4 — пространственный фильтр (точечная диафрагм а); в — светоделитель; 7 — отрицательная линза (для наблюдения полос Физо вводится в ход лучен; для соединения световых пятен! — выводится); 8 — эталонная плоскость; 9 — контролируемая плоскость; IO—хороню CKttpp H !-[IIlOBdHH ын объектив
коллиматора: Ii— экран из матового стекла
Лазерный пучок
/ '. I'
источника от двух отражающих плоских поверхностей. Отрицательную линзу при этом удаляют из хода лучей и регулированием положения контролируемой пластины добиваются совмещения в центре экрана обоих изображений. После этого, возвратив линзу в исходное положение, наблюдают возникающие на экране полосы Физо, число и направление которых можно дополнительно отрегулировать. С помощью второго светоделителя часть пучка можно направить на фотокамеру и получить интерферограмму. Вся установка должна быть смонтирована на изолированном от вибрации основании.
Описанный лазерный интерферометр можно с успехом использовать для различных целей, не достижимых на приборах с традиционными источниками света. В последующих разделах рассмотрим некоторые из областей применения, лишь незначительно отражающих возможности данного устройства.
1.2.7. Многолучевой интерферометр Физо
Если по условиям контроля вместо двухлучевых требуются многолучевые полосы высокой контрастности, эталонную и контролируемую поверхности покрывают зеркальным слоем алюминия или серебра с коэффициентом отражения 80—90% (см. гл. 6). Для получения более высокой отражательной способности используют многослойные диэлектрические покрытия. На производстве интерферометр несложно снабдить несколькими эталонами с различными коэффициентами отражения.
1.2.8. Контроль оптической неоднородности больших образцов из стекла и плавленого кварца
Образец, изготовленный в виде плоскопараллельной пластины с максимальной погрешностью поверхности в пределах л, помещают через слон иммерсионной жидкости между двумя эталонными плоскостями (рис. 1.23). Близость коэффициентов преломления иммер-
¦29 Рис. 1.23. Интерферометр Физо для контре« ля однородности образцов стекла, плавленного кварца и других аналогичных объектов:
1 — интерферометр Физо (см. рис. 1.22); 2,4 — эталонные плоскости; 3 — контролируемый объект
сионного слоя и образца позволяет полностью устранить влияние небольших погрешностей поверхности и объяснить все наблюдаемые искривления полос оптической неоднородностью материала. Если на поверхностях эталонов имеются зеркальные покрытия, в поле зрения наблюдаются очень резкие темные полосы на ярком фоне. При отклонении полос от прямолинейности на k мм и расстоянии d между ними, разность оптического хода равна {kjd)%. Из-за оптической неоднородности AiV образца толщиной t она составит 2hNt, и,следовательно,
Ш={Ш)[\ЦЩ. (1.25)
Так, для k/d = 0,25, Я = 633 нм и * = 50 мм AiV= 1,6- IO-6.
1.2.9. Контроль уголковых отражателей и прямоугольных призм
Если прямые углы уголковых отражателей и призм изготовлены без ошибок, падающий волновой фронт отражается как единая плоская волна. В противном случае он состоит из нескольких плоских фронтов. Этот факт позволяет наблюдать интересующие нас погрешности. Благодаря полному внутреннему отражению интенсивности света, отраженного от призмы и от эталонной плоскости (если она не покрыта зеркальным слоем), значительно отличаются друг от друга, и в результате возникают полосы очень плохой контрастности. Вместе с тем, нанесение на поверхность эталона зеркального покрытия из-за многократных отражений света приводит к появлению очень сложных интерференционных картин каждый раз, когда имеется ошибка в угле контролируемой детали. Поэтому в данном случае предпочтительнее все же использовать двухлуче-вую интерферометрию с полосами хорошей контрастности. Этого можно достичь двумя путями.
Для уменьшения эффективной отражательной способности прямоугольной или уголковой призм в схему вводят плоскопараллельную пластину, покрытую металлической пленкой с коэффициентом пропускания 20—30%- Для устранения отраженного от пластины пучка ее можно наклонить (рис. 1.24).
