Задача № 5

Исходные данные в табл. 5; иллюстрация на рис. 5

Для контроля формы АП оптической детали со световым диаметром D и толщиной d применяется интерферометр, схема которого дана на рис. 5. Контролируемая поверхность описывается уравнением вида: x²+ y²+a₁z + a₂z²= 0.

Источник в интерферометре – He-Ne лазер, излучающий на длине волны  =0,6328 мкм. В качестве компенсатора используется плоскопараллельная пластинка. Эталоном является вогнутая поверхность положительного апланатического мениска, установленного вблизи пластинки-компенсатора. Толщина апланатического мениска дана в таблице 5. Также даны толщины воздушных промежутков: d_в2– между пластинкой и вершиной АП, d_в1 – между пластинкой и вершиной эталонной поверхности мениска.

Рассчитать параметры и характеристики измерительной ветви интерферометра в следующей последовательности:

1) для крайнего луча, идущего в сторону эталон-компенсатора, вычислить продольную аберрацию нормали Δs’_n, а также угол  наклона нормали к оптической оси;

2) вычислить показатель преломления n стекла, из которого будет изготовлена пластинка-компенсатор и выбрать по каталогу наиболее подходящее оптическое стекло;

3) вычислить толщину d_к и световой диаметр D_к пластинки-компенсатора, установив ее на расстоянии d_в2 от контролируемой АП;

4) вычислить расстояние s – удаление вершины гомоцентрического пучка лучей, которые падают на пластинку-компенсатор, а также радиус кривизны r_э эталонной поверхности апланатического мениска и световой диаметр Dэ его эталонной поверхности;

5) с учетом толщины апланатического мениска d_м вычислить радиус кривизны r_выпвыпуклой поверхности мениска;

6) вычислить расстояние s₁ – удаление вершины гомоцентрического пучка лучей, которые падают на выпуклую поверхность апланатического мениска;

7) вычислить остаточные аберрации компенсационной системы в автоколлимационном ходе лучей (для пяти лучей) и построить график зависимости остаточных волновых аберраций от тангенсов апертурных углов лучей, входящих в измерительную ветвь интерферометра.

Примечание: остаточные волновые аберрации вычислять с помощью компьютерной программы для расчета реальных лучей через оптическую систему.

Начертить схему оптической системы измерительной ветви (в масштабе) с ходом лучей и сводкой конструктивных параметров.

Сделать вывод о возможности реализации полученного результата.

Оценить инструментальную погрешность интерферометра, вызванную остаточными аберрациями измерительной ветви.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1. Пуряев Д.Т., Лазарева Н.Л., Иконина А.В. Оптические системы двухлучевых интерферометров. Часть 3: Учебное пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006 – 57 с.: ил.

2. Креопалова Г.В., Лазарева Н.Л., Пуряев Д.Т. Оптические измерения: Учебник для вузов по специальностям “Оптико-электронные приборы” и “Технология оптического приборостроения” / Под общ. ред. Д.Т. Пуряева.- М.: Машиностроение, 1987. - 264 с.: ил.

3. Пуряев Д.Т. Методы контроля оптических асферических поверхностей..- М.: Машиностроение, 1976. - 262 с.: ил.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Форма титульного листа

Московский государственный технический университет

им. Н.Э. Баумана

_________________________________________________

Факультет Радиоэлектроники и лазерной техники

Кафедра “Оптико-электронные приборы научных исследований” (РЛ3)

Домашнее задание №3

по дисциплине

“Оптические измерения”

на тему