2.5. Интерферометры

Наряду с пробными стеклами на предприятиях оптико-механической промышленности широко используют интерферометры типа Физо, обеспечивающие возможность бесконтактной проверки плоских полированных поверхностей и зеркал. Принципиальная оптическая схема одного из наиболее распространенных интерферометров показана на рис. 2.6 [6].

М

Рис. 2.6. Схема контроля на интерферометре типа Физо

онохроматический источник света 5 (обычно спектральная ртутная лампа или лазер) с помощью зеркала 6 и конденсора 7 освещает отверстие диафрагмы 8, расположенной в фокальной плоскости объектива 3. Лучи, прошедшие диафрагму и полупрозрачную пластину 4, направляются к объективу 3, из которого выходят параллельными пучками. За объективом по ходу лучей расположены клин 2 и проверяемая деталь 1. Плоскость а клина является образцовой. Отраженные от нее и проверяемой поверхности б пучки возвращаются в обратном направлении, накладываются друг на друга и интерферируют. Результат интерференции наблюдают невооруженным глазом 9, помещенным вблизи фокуса F’ объектива 3, или с помощью телескопической лупы 10, сфокусированной на проверяемую поверхность.

В отличие от пробного стекла в интерферометрах типа Физо используют точечный монохроматический источник света и параллельный пучок, направленный вдоль нормалей к образцовой и проверяемой поверхностям. Благодаря этому обеспечивается контроль при значительных промежутках t между образцовой и проверяемой поверхностью, причем цена полосы, равная λ/2, практически не зависит от размера воздушного промежутка и координат точек поверхности. На приборах такого типа можно проверять детали с выступающими оправами, ступенчатые поверхности и т. п. Величина и характер дефектов оцениваются с помощью интерферометров типа Физо так же, как и при контроле пробным стеклом.

Некоторые приборы типа Физо снабжаются двумя поочередно включаемыми клиньями. Образцовая поверхность одного из них имеет светоделительное покрытие с коэффициентом отражения, близким к 0,8. С помощью такого клина проверяют зеркала или полированные поверхности с высоким (более 0,2) коэффициентом отражения.

На интерферометрах типа Физо можно также проверять шлифованные поверхности. Для этого перед контролем их покрывают тонким слоем смеси, состоящей из воска, масла и парафина. В результате такого покрытия поверхность становится зеркально отражающей.

В табл. 2.5 приведены основные технические характеристики интерферометров типа Физо. Из указанных приборов серийно выпускаются интерферометры ИТ-87, ИТ-200, ИТ-100, ПК-452, остальные – небольшими партиями.

И

Рис. 2.7. Пример интерференционной картины в интерферометре ИКП-2

нтерферометр модели ИКП-2 является усовершенствованной моделью прибора ИКП-100. Тот и другой содержат оптическую систему, осуществляющую разрыв измеряемой интерференционной полосы на несколько частей и взаимный разворот примыкающих частей на 180°. Вид получаемой при этом картины показан на рис. 2.7. При измерении искривления полосы с помощью специального микрометра осуществляется нониальное совмещение разорванных частей полосы. Точность измерения – до 0,01 ширины полосы.

Из табл. 2.5 видно, что существующие приборы отечественного производства позволяют за один прием проверить поверхности диаметром до 300 мм. Поверхности диаметром более 300 мм средней и невысокой точности с малым и большим значениями коэффициента отражения можно проверять с помощью интерферометра на решетках (см. выше). Интерферометры фирмы «Цайго» («Zygo», США) обеспечивают проверку за один прием полированных поверхностей диаметром до 800 мм.