Методы измерения плоскостности интерферометром

Применение интерферометров для измерения плоскостности поверхностей оптических деталей позволяет избавиться от ряда недостатков, имеющих место при применении пробных стекол, дает возможность расширить диапазон размеров проверяемых деталей и повысить точность измерения. Основной недостаток интерферометров — трудность применения для измерений непосредственно на рабочем месте.

Интерферометры типа Физо (Рис.1) предназначены для получения полос равной толщины, возникающих в воздушном зазоре между проверяемой поверхностью П_к детали 7 и эталонной поверхностью пластинки 6. Диафрагма 2 переменной ширины, расположенная в фокальной плоскости объектива 5, освещается монохроматическим источником света 1 (ртутной лампой). Лучи, прошедшие диафрагму и светоделительный кубик 3, направляются к объективу, образующему параллельный пучок лучей, который падает на клиновидную эталонную пластинку 6 с образцовой поверхностью П_о и на контролируемую поверхность П_к. Клиновидность эталонной пластинки необходима для отклонения в сторону лучей, отраженных верхней нерабочей поверхностью, которые могут снизить контраст полос, попадая в отверстие выходной диафрагмы 4. Для ослабления лучей, отраженных нижней поверхностью контролируемой детали, ее смазывают светопоглощающей жидкостью (смесью вазелина с сажей). Лучи, отраженные от проверяемой и образцовой поверхностей, образуют интерференционные полосы, воспроизводящие рельеф контролируемой поверхности, подобный рельефу, имеющему место при контроле пробным стеклом.

Отклонение Δ контролируемой поверхности от образцовой определяется величиной изгиба а (Рис.5.16), выраженной в долях ширины полосы b:

.

Измерение изгиба полос выполняют невооруженным глазом при наблюдении интерференционной картины (оценка до 0,1 ширины полосы) или с помощью телескопического окуляра, снабженного винтовым окулярным микрометром, который позволяет более точно измерить изгиб (до 0,05 длины полосы).

Для повышения точности измерения плоскостности поверхностей до 0,005—0,01 ширины полосы применяют способ иониального совмещения полос, помещая на пути выходящих лучей призму Дове.

Такой интерферометр со светосильным параболическим зеркалом и эталонной клиновидной пластинкой 9, представлен на рис. 4.

Пучок лучей от источника света 1 (ртутной лампы) через конденсор 2 и светофильтр 3 освещает диафрагму 4, расположенную в фокальной плоскости объектива. После прохождения через диафрагму и отражения от светоделительной пластинки 6 (грани призмы Дове) лучи направляются на объектив, отражаются от него и параллельным пучком падают на эталонную пластинку 9 и контролируемую деталь 10. Лучи, отраженные от контролируемой и образцовой поверхностей, интерферируя, идут обратно к светоделительной пластинке, проходят ее и с помощью зеркала 8 (также грани призмы Дове) направляются в выходную диафрагму 7.

Метод измерения подобен вышеописанному.

Дальномер построен по принципу интерферометра. При max на ФП , т.е. на трассе укладывается целое число волн (N - четное). Если min, то . При изменении наклона одного из зеркал, полосы начинают перемещаться при движении цели.

2. Наиболее распространены ЛД с модуляцией светового излучения по амплитуде или поляризации гармоническим сигналом , дальность так же, как и у РЛД

,

т.е. с точность до целoго N, ΔД~λ/4.

Методы раскрытия неопределенности измерения Д, аналогичны РТ, т.е. дальномер работает при дискретном или плавном изменении , а также на разностной частоте .

3. Метод плавного изменения несущей частоты в оптическом диапазоне пока невозможен из-за дискретности частот источников излучения.

Импульсные дальномеры.

Лазерные дальномеры

Принцип действия заключается в том, что на цель посылается не непрерывный сигнал, а импульсный. Дальность определяется временем прохождения импульса по трассе локации. В качестве источников сигнала используются лазеры, измерение осуществляют различные модификации лазерных дальномеров.

• активные оптические дальномеры
  работают по отражению от известных объектов
  - по отношению мощностей пришедшего сигнала с известной и неизвестной трасс локации оценивается прозрачность атмосферы на трассе локации
• импульсно-фазовые дальномеры (ИФД)
  Работают в импульсном режиме, каждый импульс промодулирован высокой частотой. Грубая оценка дальности производится по переднему фронту импульса, точная – по частоте модуляции (фазовым методом)

Лазерные измерители дальности (оптическая конструкция)

d_min – ограничение дальности по минимуму (нижний предел)

ИОР (импульс обратного рассеяния) ограничивает дальность снизу и используется для получения информации об атмосферной трассе; по нему можно судиь о прозрачности атмосферы в области расположения локатора

ИОР – датчик работоспособности автономного локатора

Диаграмма направленности приемной антенны и передатчика пересекаются на расстоянии десятков метров, и угол пересечения очень мал, т.к. расходимость приемной антенны – единицы миллирадиан (10^-3 рад), а у лазерного передатчика – десятки миллирадиан (10*10^-3 рад).

Мощность затухающих импульсов – МВт (мегаватты), а энергия – мДж (миллиджоули), то есть импульс сильно сжат по времени.

Поиск по сайту: