Imaginați-vă că unghiul de incidență i - Const. În acest caz, când d - Const (placă plan paralel) va exista anumită diferență cale certă comun pentru întregul front sau se va produce la o bandă infinit largă - .. Prima comandă, adică, se observă modelul de interferență. Acest lucru este valabil și pentru un film cu un unghi mic de pană, adică la schimbarea grosimii penei va schimba ordinea de interferență, dar odată cu introducerea unui sistem optic pentru observarea unui model de interferență toate grinzile se vor aduna la un punct al planului focal al sistemului optic. În acest caz, suprafața penei pot fi observate fâșii egale grosime.
Proprietăți benzi egale de înclinare
1.Razlichnye punct de înclinare egal interferență franjuri formate de razele care provin din diferite puncte ale sursei de lumină. Modelul interferență se formează pe întreaga razele care provin dintr-o multitudine de puncte de sursă.
2.Polosy înclinare egal localizată în cazul ideal la infinit, și observate cu ajutorul unui sistem optic sau în planul său focal.
3.Shirina benzi de pantă egală, în general, depinde de unghiul de incidență dispozitivului de observare și poziția.
Benzile de grosime egală și benzi egală înclinare, deși diferite metode pentru prepararea acestora sunt totuși unele caracteristici comune. Benzi de ambele tipuri pot fi observate în același sistem optic cu setarea diferite. Luând în considerare diagramele razelor de interferență pentru benzile de înclinare egale crede că cele două raze care emană de la o singură sursă de lumină care iese din sistem precis paralele între ele. De fapt, într-un sistem optic real, va fi întotdeauna o abatere de la o raze secundare ideală paralelism după ieșirea din interferometru din cauza abaterilor de la planeitate a suprafeței sale sau din cauza paralelismul exactă a suprafețelor.
În acest caz, există condiții pentru observarea franjurilor de grosime egală. Este posibil să se stabilească un criteriu pentru unghiul dintre grinzile de interferență, în care contrastul scade semnificativ benzile de înclinare egale, dar în schimb va fi posibil să se observe benzi de grosimi egale. Se poate lua în considerare posibilitatea de a observa benzi de pantă egală în circuit pentru observarea franjurilor de grosime egală. În acest scop, orice punct al câmpului interferență poate fi plasat dispozitivul de observare, limitat de mărimea pupilei intrare. În acest caz, în apropiere de planul focal al obiectivului va experimenta tip de interferență a liniilor de pantă egală, deoarece există o modificare a diferenței cale pentru razele din diferite puncte de sursă într-un selectat unghiular
dimensiune. Acest lucru va determina posibilitatea unei franjurilor de înclinare constant. Astfel, trecerea de la un tip de benzi de monitorizare la altul, în funcție de condițiile de observare.
Toate sursele de lumină reale au o luminozitate suficientă dimensiuni finite (cu excepția surselor de radiație laser) și sursele punctiforme individuale sunt incoerente unele cu altele. Este cunoscut faptul că contrastul modelul de interferență R „depind de sursa de lățime d. Contrastul este mai mare de 0,9, atunci când valoarea d este mai mică decât λ / 4β. unde β - parametrul de legare și - distanța dintre sursele de unde secundare și L - distanța dintre planul secundar surselor de undă cu planul interferență.
Dacă valoarea d atinge λ / β. contrastul este zero.
Dacă K = 0,9 indică contrastul admis și lățimea sursei admisibilă. pentru R „= 0 - lățimea critică a sursei de lumină. Prin urmare, este indicat să se calculeze dimensiunea critică a sursei, și apoi interferometru reale reduce aceasta pentru a realiza un astfel de contrast, care va oferi modelul de înregistrare fiabil.
Condiții de contrast lățime critică și critică a sursei de lumină este formată după cum urmează; benzi de contrast egal cu zero, în cazul în care diferența calea de porțiuni extreme sursă elementară într-unul și același punct în domeniu este diferit pe lungime de undă X. Folosind o sursă de lumină poate fi observată de interferență cu un contrast bun, dar poziția franjelor de interferență trebuie să fie bine definite. Astfel de franje de interferență numite localizate. câmp Interferența în care sunt localizate banda se numește planul de localizare. cele mai înalte de calitate benzile sunt observate în planul de localizare; Optimal simultan pe două caracteristici - luminozitate și contrast, în apropierea planului de localizare a benzii la aceeași luminozitate sau contrastul va fi mai mic pentru același contrast luminozitate mai mică. În acest interferometru se utilizează o sursă de lumină policrom. Lumina de la o astfel de sursă are o multitudine de componente monocromatice incoerente care ocupă un anumit interval spectral. Valoarea finală a sursei intervalului de lungime de undă emisă Δλ este determinată de faptul că unda electromagnetică nu este infinit
în timp - este emis atomi pentru a forma fascicule de lungime finită. Mai mică lungimea fasciculului, adică este mai scurtă durata de viață a atomului în stare excitată, mai larg spectrul de frecvențe și coerența temporală inferioară. Puteți lega lungimea fasciculului și lățimea spectrului și de a introduce conceptele: lungimea de coerență și coerență timp.
Substituind CD Δ în formula (9) pot fi ușor de văzut atunci când o grosime a plăcii se produce un contrast de modelul de interferență care se încadrează la zero. Astfel, contrastul pentru observarea tipului de interferență la diferență mare traseu sau o grosime mare placă necesită o coerență temporală ridicată, rezultând o creștere a lungimii coerenței și, prin urmare, la o scădere a Δλ. Aceste caracteristici sunt, în special, surse de lumină laser.
LABORATOR DE LUCRU № 2
Suprafața FORMA DE CONTROL PROCES lustruit
Scopul lucrării - studiul metodelor de control interferenței formează suprafețe lustruite și o dimensiune practică a formei suprafeței folosind un test de sticlă și un interferometru IT-70.
Formularul de control de suprafață lustruită exacte se bazează pe fenomenul de interferență a luminii care apare în spațiul dintre controlate și suprafața de referință, raza de curbură care corespunde unui desen rază predeterminată.
Dacă, atunci se formează suprafața elementelor controlate combinate cu suprafața de referință de măsurare a diferențelor de decalajul lor de aer de formă, care poate fi considerată ca o placă de grosime h, cu un indice de refracție n = 1. Calea diferență ö de raze de lumină cu o lungime de undă λ. incident pe placa cu un unghi α și reflectat pover-
ited limitare diferența este de 2 hsos A = α - 2 λ. Când lumina este incidență normală la suprafață 2 A = h + λ 2. Dacă diferența cale este un multiplu chiar de δ
numărul de λ 2. va exista o amplificare de lumină, în cazul în care ciudat - slăbire.
decalaj grosime h, care variază, diferența traseu variază. Cu sursa de lumină largă poate observa franje de interferență alternante localizate pe suprafața întrefier. Inelele sunt situate în cazul în care clearance-ul este același, astfel încât acestea sunt numite inele de grosime egală. Când au văzut în alb inel de culoare de lumină vizibilă, monocromatice - întuneric și lumină. În tranziția de la inel la inelul de aceeași culoare, grosimea prome- aerului
Teribil schimbat la 2. Numărul valoarea: toate inelele (dar de aceeași culoare) caracterizează
săgeți diferență de suprafață a componentei și o referință deformarea. Retragerea suprafeței raza controlată a curburii predeterminate (standardul) numit eroare totală indicată de marca și N. formă de inele de interferență, în secțiune paralelă cu direcția lor reproduce profilul întrefierul dintre suprafețele elementelor și standardul. Dacă curbura suprafeței piesei de prelucrat variază lin, inelele au forma unor cercuri paralele (sau arce). Tipic urmăresc erori generale forma suprafețelor (Figura 4):
- „Hill“ - erorile de nume de cod în care grosimea diferenței la marginea decât în centru (Figura 4a);
- „Pit“ - numele erorii condiționată, în care grosimea gap la centru este mai mare decât marginea (fig.4b).
Figura 4. Tipuri de greșeli comune
Figura 5. Determinarea erorii totale
Dacă eroarea totală este mică (N <1), то вместо колец интерференции появляется равномерно окрашенная картина. По ее цвету судят о величине ошибки: красный цвет - N 1/2. синий - N 1/4. желтый - N 1/8. Для более точного определения величины таких ошибок, между контролируемой и измерительной поверхностями создают воздушный клин. Тогда интерференционная картина приобретает вид полос. О величине N общей ошибки судят по отношению стрелки прогиба ∆ H полосы к расстоянию H между соседними полосами одного цвета (рис.5) - красными при наблюдении в белом свете, темными - в монохроматическом.
Neregulate de suprafață de inspecție în formă în zone diferite, numită eroare locală. greșeli tipice "gaură la fața locului" (Figura 6), un "deal local" (ris.6b) "regiune ridicată" (ris.6v) "obstrucție" (ris.6g) "astigmatism" (Fig.7) . Astigmatismul - eroare nume convențional, la care curbura suprafeței de testare variază în mărime în două direcții reciproc perpendiculare. magnitudinea
e unde d - diametrul standardului; N e - săgeata de deviere (în franjuri) pe suprafața standard cu diametrul d e controlat.
Standardele utilizate sub forma așa-numitelor pahare de testare - pentru măsurarea directă a suprafeței de suprapunere pe piesele de suprafață de încercare, și instalate în dispozitivele (interferometre) - pentru măsurători fără contact.
sticla Trial. sticla Trial - etaloanelor plane și suprafețe sferice cu o rază de curbură predeterminată au un diametru de până la 130 [mm]. Razele de curbură a suprafeței sferice a ochelarilor de testare de măsurare normalizat. Pentru fiecare valoare a razei, inclusiv R = ∞. într-un proces de producție de serie 3 perechi de sticlă:
RPM - lucru de sticlă de testare pentru controlul pieselor de suprafețe. KPS - studiu de control pentru a verifica dacă suprafețele de sticlă
Lucrătorii testați ochelari.
OPS - fereastra principală de testare pentru a testa ferestrele de control. În condițiile de producție loturi mici permit prezența
Numai CPF și OPS.
sferice din sticlă cu valori nominale
Toleranțe R (±)
test de sticlă sferic toate razele de curbură sunt produse în perechi - convexe și concave. Conform preciziei de măsurare formă de sticlă de testare de suprafață sunt împărțite în trei clase. Abaterile admise care măsoară razele de curbură ale OPS suprafețe sferice de la valorile nominale R și planeitatea OPS plate prezentate în tabelul 1.
Figura 8. schema optică de IT 70
Interferometru pentru controlul suprafețelor plane
Interferometrele pentru controlul proceselor poate fi suprafețe plane, cu o oglindă sau lentile a cristalinului. În primul rând, în conformitate cu dimensiunea oglinzii poate controla elementele sau blocuri de la un diametru de 350 - 400 [mm], în al doilea rând, până la 100-120 [mm]. În studiul de față am folosit un interferometru lentile IT-70 cu lentila.
Schema optică a dispozitivului prezentat în Fig.8. Aici, corpul luminos 1 GMR lampă spectrală 1 condensatorul 2 este proiectat în planul deschiderii 4. În calea razelor de filtru 3. intrat Lumina reflectată de oglinda 5 intră în colimator de lentile 6. La ieșirea din acesta incidentul fascicul paralel pe etalonul 7, trece prin ea și intră detaliile suprafeței de încercare 8. fasciculele de lumină reflectată de elementele de suprafață și suprapunerea standard, interferand si. modelul de interferență folosind divizorul de fascicul 9 este proiectat în planul focal al lupă telescopic cuprinzând o lentilă 10 și ocularului 11.Pribor pot fi folosite pentru a observa două - imagini și interferențe multipath. În acest ultim caz, în locul standardului de referință administrat 7 7 „din acoperirea de divizare a fasciculului. Atunci când se utilizează deviație interferență cu două grinzi din planul poate fi măsurat cu o precizie de aproximativ 0,1 bari, cu multibeam - 0,05 bar. Interferometru poate controla plane-
lelnost subțire (până la 8 [mm]) a plăcilor prin observarea lor în benzi de grosime egală.
Figura 9. Vedere generală Interferometrul IT 70 (Fig.9) constă dintr-un A superioară și partea inferioară B
și o secțiune de comandă C P aprindere. Porțiunea superioară include iluminator și toate componentele de circuit optice altele decât referința. Dispozitivul de fixare a lămpii este conectat prin controlul aprinderii în tensiunea de linie de curent alternativ de 220 volți. Diafragmele schimba rotirea discului D. În partea inferioară a ansamblului de instrumente include placa de referință și etapa de probă cu mânerele de control. Ridicarea și coborârea mesei, face mânerul 1, și înclinarea acestuia în două direcții reciproc perpendiculare - arme 2. Cantitatea de tabele de ridicare poate fi măsurată pe o scară de la 3. Toate mânerele de control sunt situate pe carcasa exterioară a dispozitivului.
1. Utilizarea standardelor cu R = ∞ și R = -80,17 [mm] pentru a controla forma a trei părți plane și sferice. Se determină tipul ( „măgurii“, „pit“) și amploarea erorii totale N. Definiți vedere ( „deal local“, „pit locală“) și valoarea erorii locale Δ N.
2. Aceleași părți din interferometru de control IT-70. Se determină eroarea delta locală totală N și N.
3. Comparați rezultatele măsurătorilor și pentru a evalua acuratețea controlului.
Linii directoare și procedura de performanță
lentile proces de control
1. Se clătește cu alcool și se șterg cu o suprafață de referință de măsurare pânză și detaliile suprafeței de încercare.
3. După numărul N de inele de interferență de aceeași culoare (roșu - când observate în lumina albă și întuneric - în monocromatic) determină mărimea erorii totale. Tipul de eroare este setat în direcția de mișcare a inelelor, apăsând mijlocul ferestrei de test (sau elemente). Când primiți „groapa“ a inelelor de interferență sunt deplasate de la margine spre centru, cu eroarea „deal“ - dimpotrivă. Schița modelul de interferență și aduceți-l la masă.
4. Prin crearea unei presiuni de pană de aer pe referința de margine (sau elemente) pentru a determina banda totală eroare N deformarea relativă a săgeții la distanța dintre benzile adiacente de o singură culoare. tipul de eroare este determinată de benzile curbate de direcție în raport cu punctul de stoarcere. Atunci când benzile de eroare „colinare“ sunt aranjate concav la punctul de presare, atunci când eroarea „gaura“ - este convexă. Atunci când forma neregulată a benzii
să stabilească forma de eroare locale Δ N. Găsiți amploarea acestei erori. Schițez modelul de interferență și înregistrați-l în tabelul 1.
interferometru de control
1. Comutatorul basculant de pe panoul de comandă găzduind rândul său de aprindere de pe osvesche- lămpii
2. Porniți iluminarea spațiului interferometru comutator interior situat pe partea dreaptă a carcasei.
3. Instalați dispozitivul într-un tabel element controlat și ridicați-l prin rotirea mânerului 1 (sm.ris.9) pentru a asigura un decalaj între standard și partea egală cu aproximativ 1 [mm].
4. Rotiți mânerul 4 în poziția corectă, în care obiectivul Lupă ieșirii telescopice din calea fasciculului. Folosind două brațe portante masa pantă, se combină autocollimating imaginea diafragmei de pe suprafața de măsurare și suprafața de referință a părții controlate.
5. Porniți iluminarea aparatului interior, rotind mânerul 4
în poziția inițială, a pus în calea razelor lentilelor telescopice.
6. Priviți prin ocular și reglarea înclinației mesei la partea mânerului 2, pentru a stabili natura dorită a tipului de interferență (dungi sau inele), și de a schimba direcția lățimii benzilor. Rotiți discul D cu un set de deschideri pentru a regla luminozitatea și contrastul de modelul de interferență.
7. Găsiți valoarea erorile comune în două moduri - prin numărul de inele de interferență și săgeți împotriva benzii de deviere la distanța dintre benzi adiacente. Set cu vedere comune greșeli. Se determină tipul și amploarea erorilor locale. Rezultatele măsurătorilor de erori generale și locale și a modelelor de interferență observate înregistrate în tabelul 1.
1. parte teoretică Scurt.
2. Schema interferometru optic cu cursul razelor.
3. Tabel cu măsurătorile.
Concluzii pe baza rezultatelor măsurătorilor obținute cu o explicație a tipurilor de interferență.
1. Cum se determina tipul și mărimea erorilor suprafeței de încercare (generale, locale), sub supravegherea modelul de interferență în inelele și benzile?
2. Tipuri și scopul plăcilor de testare utilizate în producția de masă a componentelor optice.
3. Clase de precizie OPS. Unitățile în care R este stabilit toleranțe OPS sferice și toleranțele de planeitate OPS plane.
Controlul 4. Precizia formei de suprafață în lentilele interferometru și proces.
5. De ce crește precizia de măsurare atunci când se utilizează interferențe multipath?
6. Cum pot calcula cotele de suprafață de eroare a părții, în cazul în care dimensiunea sa este mai mare decât standardul?
1. Kuznetsov SM Okatov MA Directory tehnolog -optika - LS Engineering, Leningrad Dep. 1983.
2. Semibratov MN Tehnologia de piese optice. - M. Inginerie Mecanică, 1978.
3. Scurt teoretic orientări Partea p.8.