Оптический производстенный контроль - Малакара Д.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 5.12. Интерферометр радиального сдвига с двойным прохождением лучей:
1, 2 — выходящие волновые фронты с радиальным сдвигом; 3 — входящий сферический нол-новой фронт; 4 — интерферометр радиального слвига с двойным прохождением лучей J й — контролируемая система
124 Рис. 5.13. Интерферометр радиального сдвига Стила с двойным прохождением лучей для контроля микрообъективов: ff
1— лампа; 2 — ирисовая диафрагма; 3 — линзы из кальцита 4— полевая диафрагма; S, в кальцит; 7 — телескопическая система с переменным фокусным расстоянием; 8 —¦ фильтр, 9 — поляризационный светоделитель; 10— окуляр; П — контролируемый объектив и система Дайсона
fx
І
ния не будут интерферировать друг с другом из-за наличия, например, взаимно перпендикулярной поляризации света. Как указывали Браун [4] и позднее Стил [36], требования к пространственной когерентности в интерферометрах с двойным прохождением лучей значительно снижаются, так как они в основном-скомпенсированы для данного размера источника света. Поверхность источника делают приблизительно в 3 раза больше, чем-в интерферометрах с однократным прохождением [4], и этим добиваются почти десятикратного увеличения освещенности в приборе.
Два интерферометра такого типа были разработаны Стилом для контроля микрообъективов. Один из этих интерферометров изображен на рис. 5.13 [36]. Радиальный сдвиг в нем образуется двумя двулучепреломляющими системами, каждая из которых состоит из двух кальцитових компонентов, расположенных между стеклянными линзами. Коэффициенты преломления стекла марки «Шотт La KU» и обыкновенного луча в кальците соответствуют друг другу, что позволяет устранить хроматическую аберрацию всей линзы. Кальцитовые линзы рассчитаны с небольшими вне-осевыми погрешностями одинаковыми радиусами кривизны вогнутых сторон и делятся на две части плоскими поверхностями. Оптические оси обеих половин перпендикулярны друг другу, и плоскости поляризации между ними повернуты на 90° с помощью
і 25 Рис. 5.14. Интерферометр радиального сдвига Стила с двойным прохождением лучей:
/ — источник света; 2 — микрообъектив; 3 — контролируемая система; 4 — поляризационный
светоделитель 2; 5 — четвертьволновая пластина; 6 — поляризационный светоделитель 1; 7—¦
-X
объектив
'г
яолуволновой пластины, так что обыкновенный луч в первой половине остается обыкновенным и во второй. В целом двулучепре-ломляющие системы имеют такую относительную ориентацию, при которой обыкновенный луч первой системы становится необыкновенным во второй, и наоборот.
Эти системы должны удовлетворять следующим условиям: а) видимая точка расхождения двух радиально сдвинутых волновых фронтов должна быть на определенном (16 см) расстоянии от объектива микроскопа и б) фокальная плоскость всей двулу-чепреломляющей системы должна совпадать с выходным зрачком объектива микроскопа, лежащим в его задней фокальной плоскости. По причинам, изложенным в гл. 2, перед микрообъективом устанавливают систему Дайсона. Так как интерференционные полосы должны наблюдаться в выходном зрачке объектива, при контроле используют телескопическую систему.
Второй интерферометр Стила [37] изображен на рис. 5.14. Он подобен интерферометру Харихарана и Сена, за исключением того, что две линзы заменены одной из микрообъектива небольшого увеличения.
Поляризационный светоделитель 1 и четвертьволновая пластина формируют пучок с круговой поляризацией света. Отразившись от контролируемой системы (будем при этом считать ее качественной), лучи меняют направление вращения поляризации на противоположное и на выходе из прибора попадают в фотокамеру. При наличии дефектов у контролируемой системы между двумя радиально сдвинутыми и перпендикулярно поляризованными лучами возникает оптическая разность хода. Возвращающийся свет будет иметь не круговую, а эллиптическую поляризацию, образующую в фотоаппарате темные зоны (интерференционные полосы).
126 5.2.3. Лазерные интерферометры радиального сдвига
Описанные выше интерферометры радиального сдвига скомпенсированы для белого света, так как лучи в них проходят одинаковые пути. Такие приборы используют с обычными источниками излучения; заменив последние лазером, можно создать схему неравноплечего интерферометра.
Конструкция интерферометра с лазерным источником света очень упрощается, но возникают некоторые новые проблемы, прежде всего из-за появления в картине большого количества побочных интерференционных полос вследствие отражений от поверхности линзы и стеклянных пластин.
Первый лазерный интерферометр радиального сдвига, по-видимому, был разработан Сомом [35] (рис. 5.15). Недостатком данной схемы является несовпадение мнимых точек Pі и P2 начала двух волновых фронтов [26]. В результате идеальная контролируемая система образует концентрические круговые интерференционные полосы, подобные кольцам Ньютона, и исследование интерферограмм с использованием такой картины в качестве эталона становится трудным. Мерти показал, что для облегчения анализа при контроле идеальной оптической системы должно наблюдаться свободное от полос поле или серия прямых интерференционных полос.
