Оптический производстенный контроль - Малакара Д.
Скачать (прямая ссылка):
Обычный интерферометр Тваймана — Грина можно превратить в установку поворотного сдвига для контроля волновых фронтов, для чего заменяют зеркало в одной из ветвей уголковым отражателем или ретрорефлектором типа ««кошачий глаз», получая сдвиг вращения на 180° [23]. Армитаж и Лохманн [1] предложили использовать в качестве оборачивающих элементов вместо плоских зеркал две крышеобразные призмы (рис. 5.25). Величина поворотного сдвига изменяется на ф при вращении одной из призм вокруг оптической оси на угол ф/2. Контролируемый волновой фронт коллимируется линзой L1 или, если проверяют саму линзу L1, используют точечную диафрагму. Линзы L2 її L3 создают на экране изображение входного зрачка L1. Для получения высокой когерентности оба луча должны быть одинаково поляризованы. Это условие нарушается при
Рис. 5.24. Интерферометр сдвига вращения Мерти и Хагеротта:
1.2 — призмы Дове
133 ^'онтрплиpye кь: и волновой IfJlJOnrn
Рис. 5.23. Интерферометр сдвига вращения Армитажа и Лохманна:
/
/ — поляризатор под нуле-вы м углом; 2 — две че г-вертьвол новые пластины; 3 — вращающаяся призма с крышей: 4 — почярнзатор под нулевым углом: 5 — ък-
ран
повороте крышеобразной призмы на угол ф/2. Для его выполнения на входе и выходе интерферометра устанавливают два поляризатора, оба под нулевым углом. В схему также вводят две четвертьволновые пластины: одну под углом 45° к оси интерферометра, другую — под тем же углом к линии пересечения гранен крыши призмы. Между четвертьволновыми пластинами свет име ет круговую поляризацию, а внутри призмы он линейно поляризован и колеблется в нлоскостп, параллельной ребру крышн. После возвращения луча в основную часть прибора прежнее направление линейной поляризации восстанавливается независимо от положения поворотной крышеобразной призмы.
Другой интерферометр, предложенный Арынтажем и Лохм айном [1], основан на циклическом ннтс-рферомере Саньяка. В нем угол поворотного сдвига ф образуется поворотом призмы Дове на угол ф/4 в пределах замкнутой петли интепферометра.
Хотя модифицированный интерферометр Физо, разработанный Сеном и Пунтамбекаром [33, 34]. не предназначен для образования поворотного сдвига, послелнцГї происходит в нем с поворотом на 180°. Этот прибор и его применение для контроля сферических поверхностей описаны в гл. 7 [28],
Большой источник света, как правило, нельзя применять в связи с проблемой когерентности, рассмотренной в предыдущем параграфе. Единственный способ обеспечения высокого контраста поп большом источнике состоит в получении двух изображений источника, совпадающих по положенню н ориентации. Изображения контролируемого объекта при этом должны быть сдвинуты относительно друг друга. Для этого волновые фронты перед объектом контроля сдвигают на величину, равную основному сдвигу после детали, но в противоположном ему направлении. Оба сдвига взаимонелриемлемы с точки зрения когерентности, а !інформант об объекте заключена только во втором сдвиге. Эти рассуждения, подобные уже приводившимся в п. 5.2.2 для интерферометров
5.3.2. Рг'змер источника скомпенсированного цнтерферсметра поворотного сдвига радиального сдвига, были развиты Армитажем и Лохманном [1] при разработке нескольких типов скомпенсированных интерферометров. Предложенные ими системы в основном включают два симметрично расположенных идентичных интерферометра с контролируемым объектом между ними.
Как уже говорилось в п. 5.2.2, такая же компенсация может быть получена при использовании интерферометра поворотного сдвига с двойным прохождением лучей.
5.4. ИНТЕРФЕРОМЕТРЫ РЕВЕРСИВНОГО СДВИГА
Обращение волнового фронта относительно оси вращения показано на рис. 5.26, где точка P переходит в точку P' в соответствии с уравнениями трансформации:
р' sin 6'= Q sin б; (5.30)
p'cos0' = 5 — p cos p. "(5.31)
Такое обращение эквивалентно обращению относительно оси .г, которое сопровождается боковым сдвигом 5 в направлении оси у. Если волновой фронт определяется уравнением (5.1), уравнение интерферограммы для интерферометра реверсивного сдвига
OPD = IT (р, 5)-Г (?', 9'). (5.32)
Запишем волновой фронт, в котором есть только аберрации первого порядка, следующим выражением:
W (о, 0) = а2О р2+ ^40 p4 + fl3i P3 cos 0 + *? р2 cos 20-f-an р cos 0, (5.33)
где представлены дефокусировка, сферическая аберрация, кома, астигматизм и наклон относительно оси л соответственно.
Очевидно, что при совпадении оси реверсии с осью x(S = 0) интерферометр реверсивного сдвига не чувствителен к симметричным аберрациям, таким, как дефокусировка (а2о), сферическая аберрация (а40) и астигматизм (а22). Однако, если ось реверсии сдвинуть на величину S/2 (см. рис. 5.26), чувствительность прибора и вид интерференционной картины станут аналогичными тому, что мы имеем в интерферометре с боковым сдвигом S. Тогда
OPD = 2а31 о2 cos в -f 2ап р cos 9. (5.34)
Отиосптел ьная чувствительность интерферометра реверсивного сдвига при S = O к асимметричным аберрациям (к коме и наклону к оси .у) равна 2.
