юстировкой микрообъектива в отверстии диффузора добивают­ся минимального диаметра светового пучка на экране для после­дующего контроля продольных смещений зеркала;

последовательными угловыми перемещениями зеркала и авто­коллиматора смещают автоколлимационный блик от зеркала 5 в центр поля зрения автоколлиматора для последующего контроля угловых смещений зеркала;

устанавливают расстояние между диффузором и зеркалом 5, не­превышающее 20 мм. Увеличение указанного расстояния приводит к ухудшению качества получаемых интерферограмм;

перемещением зеркала 3 выравнивают оптические длины путей через элементы 19, 2, 3, 13 и через элементы 19, 18, 71, 4, 5, 4, 13. Допускаемые отклонения оптической длины путей —1 не более 5 см;

шкалу микрометра бокового сдвига устанавливают на нуль.

  1. Затемняют помещение. Допускается для освещения рабо­чего места использовать темно-зеленый фильтр.

Заряжают две фотопластинки в узле крепления голограмм при закрытом затворе 21. На пульте устанавливают выбранное при подготовке к работе время экспонирования.

Отключают вентиляцию в помещении.

  1. Голограммы получают в следующем порядке:

открывают затвор 12

выжидают 15 с, во время которых обеспечивают минимум виб­раций и воздушных потоков в помещении (не двигаться, не откры­вать двери, выключить близко расположенные станки и т. д.).

Для экспонирования фотопластинок открывают затвор 2/, включают программное проявляющее устройство и осуществляют химико-фотографическую обработку вспомогательной голограммы. Вторую фотопластинку не обрабатывают. Закрывают затвор 12t открывают затвор 21.

  1. Получение голографических интерферограмм сдвига конт­ролируемого зеркала.

После получения голограмм контролируемого и образцового зеркал в исходном положении проводят сдвиг блока зеркал, на­блюдение голографической интерферограммы в реальном времени и получение двухэкспозиционной голографической интерферограммы. Весь процесс проводят дистанционно с пульта управления при не­прерывном визуальном контроле через автоколлиматор и вспомо­гательную голограмму.

  1. Выполняют боковое перемещение каретки механизма ■сдвига с закрепленными на ней контролируемым 5 и образцовым 8 зеркалами на 'Ло диаметра зеркала 5;

перемещением каретки вдоль оптической оси и угловыми пере­мещениями добиваются изображения автоколлимационного блика в центре поля зрения автоколлиматора и минимального диаметра пятна от объектива на экране;

при открытом затворе 21 и закрытом затворе 12 визуально наб­людают через вспомогательную голограмму голографическую ин­терферограмму сдвига в реальном времени в полосах конечной ширины, создаваемых наклоном блока зеркал и поверхности стола;

регулированием угла наклона блока зеркал к поверхности сто­ла добиваются появления интерференционных полос с периодом 2—5 см в плоскости диффузора;

угловым перемещением блока зеркал относительно вертикаль­ной оси ориентируют интерференционные полосы на контролируе­мом зеркале 5 параллельно горизонтальному штриху сетки, нане­сенной на диффузор;

при измерениях только радиуса кривизны при изгибе интерфе­ренционных полос, превышающем 0,2 периода полос, повторяют ■операции, перечисленные в настоящем пункте, уменьшив значение поступательного сдвига;

определяют, в каком порядке достигается горизонтальность по­лос на зеркалах 5 и 8: на 5-м раньше чем на S-м, или наоборот. В первом случае разность AR берут со знаком «плюс»; во вто­ром— со знаком «минус»;

закрывают затвор 21;

снимают показания микрометра бокового сдвига каретки меха­низма сдвига голографического интерферометра.

  1. Для регистрации голографической интерферограммы сдви­га методом двух экспозиций:

открывают затвор 12;

выдерживают паузу 15 с, обеспечив минимум вибраций и воз­душных потоков;

открывают затвор 21 и экспонируют повторно непроявленную фотопластинку в течение такого же времени, что и при первой экспозиции;

закрывают затвор 21;

вынимают фотопластинку из держателя узла крепления и осу­ществляют химико-фотографическую обработку;

обрабатывают фотопластинку в отбеливающем растворе хлор­ной меди до исчезновения темной окраски в фотослое, вызванной металлическим серебром;

высушивают голограмму в этиловом спирте.

  1. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

    1. Получение фотоснимков голографических интерферограмм сдвига

      1. Голографическую интерферограмму сдвига выпуклых сфе­рических зеркал регистрируют в восстановленном с дважды экс­понированной голограммы мнимом изображении диффузора, для чего необходимо:

установить дважды экспонированную, полностью обработан­ную, отбеленную и высушенную голограмму в держателе узла крепления на месте экспонирования;

установить на поверхности стола зеркало 9 и объектив;

поворотом зеркала 20 направить луч лазера через элементы 9 и 10 на голограмму в узле крепления;

установить на поверхности стола фотоаппарат;

провести фотографирование восстановленного изображения на фотопленку при 4—9 различных экспозициях;

провести химико-фотографическую обработку фотопленки в соответствии с инструкцией по обработке;

получить 4—9 экземпляров увеличенных фотографий гологра­фических интерферограмм в масштабе 10 : 1—3 : 1;

провести контроль размера масштабных искажений, вносимых в процессе фотографирования, на увеличенном изображении гологра­фических интерферограмм. Для этого на фотоизображении сетки узлов, нанесенной на диффузор согласно п. 3.1, измерить расстоя­ния из центрального до каждого из узлов вдоль штрихов сетки с относительной погрешностью ±0,5%. Для каждой координатной оси построить график зависимости координат узлов от номера уз­ла. Сравнить полученный график с учетом различия масштабов с аналогичным графиком, полученным при измерениях на диффузо­ре по п. 3.1. При различии координат, соответствующих одинако­вым точкам, не превышающем 1—2%, масштабными искажения­ми пренебрегают.

  1. Определение радиуса кривизны

    1. Голографическая интерферограмма сдвига выпуклых сферических зеркал в полосах конечной ширины при отсутствии местных ошибок поверхности представляет собой систему эквиди­стантных прямолинейных полос, период которых определяется настройкой схемы, а ориентация в плоскости интерферограммы есть функция значения поступательных и угловых перемещений и радиуса кривизны.

Если радиусы кривизны контролируемого и образцового зер­кал одинаковы, ориентации интерференционных полос для обоих зеркал тоже одинаковы. Если радиусы кривизны различны, то по‘ углу между направлениями полос судят о разности значений ра­диусов кривизны контролируемого и образцового зеркал.

  1. Радиус кривизны контролируемого зеркала определяют сравнением с радиусом образцового зеркала. Модуль разности ра­диусов кривизны определяют по формуле

|Д/? = —— -tg а, 1 1 2 Z.8 6

где 7?0 — радиус кривизны образцового зеркала, указанный в пас­порте;

L значение бокового сдвига, отсчитываемое по микрометру механизма перемещений установки типа УИГ-2Г-1 и оп­ределяемое согласно п. 4.3.7;

6 — период интерференционных полос голографической ин­терферограммы контролируемого зеркала;

а — угол наклона между полосами на голографической ин­терферограмме контролируемого и образцового зеркал. Для измерения S и а на интерферограмму наносят тетку пря­молинейных параллельных линий, проходящих по центрам темных полос интерферограммы.

На интерферограмму контролируемого зеркала наносят в лю­бых точках четыре линии, перпендикулярные к полосам интерфе­рограммы (черт. 2).

Проводят серию из п (п^Ю) единичных наблюдений Сред­нее значение периода интерференционных полос 6 определяют по формуле

і п

и принимают его за результат измерений.

Проводят серию из N (jVj^IO) единичных наблюдений а,. Сред­нее значение угла наклона между полосами контролируемого и об­разцового зеркал а определяют по формуле

где N число полос на интерферограмме образцового зеркала, принимаемое за результат измерений.

Для определения знака разности Д7? пользуются следующим правилом, используя прием, изложенный в п. 4.3.7.

Если в процессе перемещения блока зеркал отмечено, что го-

/—координатная сетка, нанесенная на диффузоре; 2—интерферо­грамма контролируемого зеркала; 3—интерферограмма образцо­вого зеркала; а/ —угол между интерференционными полосами на образцовом и контролируемом зеркалах; —период интер­ференционных полос



Черт. 2

ризонтальное положение вначале принимают полосы на интерферо­грамме контролируемого зеркала, а затем образцового, то раз­ность АТ? берут со знаком «плюс».

Если сначала горизонтальными становятся интерференционные полосы на интерферограмме образцового зеркала, то разность АТ? берут со знаком «минус».

Значение радиуса кривизны контролируемого зеркала R опре­деляют по формуле

/?=/?0+Д7?,

где Т?о — радиус кривизны образцового зеркала, указанный в пас­порте;

АТ? — измеренная разность радиусов кривизны образцового и контролируемого зеркал, определенная по п. 5.2.2.

  1. Погрешность измерений.

Расчет погрешности измерений разности радиусов кривизны — по ГОСТ 8.207—76. Основная относительная погрешность измере­ний разности радиусов кривизны при доверительной вероятности Р = 0,95 не превышает 10-4 Т?о, где Т?о — радиус кривизны образ­цового зеркала, м.

  1. Наличие местных ошибок поверхности зеркал вызывает де­формацию интерференционных полос сдвига. За средний радиус кривизны зеркала принимают радиус кривизны идеальной опорной сферы, аппроксимирующей реальную поверхность так, что прямые полосы интерферограммы опорной сферы, наложенные на соответ­ствующие деформированные полосы интерферограммы поверхности контролируемого зеркала, обеспечивают минимум суммы квадра­тов смещений точек искривленной полосы от точек соответствую­щей прямой. Интерферограмма бокового сдвига дает возожность построить профиль нормальных отклонений поверхности контроли­руемого зеркала от опорной сферы в произвольном сечении по­верхности плоскостью, параллельной направлению сдвига, в том числе в диаметрально противоположной плоскости. При обработке изображений интерферограмм для построения профиля указанно­го сечения необходимо провести следующие операции:

нахождение линий центров интерференционных полос;

введение системы реперных точек в заданном сечении поверх­ности;

расчет интерферограммы опорной сферы;

определение по интерферограмме порядка интерференции в ре­перных точках;

расчет функции местных ошибок поверхности контролируемого зеркала.

Аналогично проводят обработку увеличенных изображений го­лографических интерферограмм, полученных по п. 5.1.1.

  1. Линии центров интерференционных полос находят графи­чески на увеличенном изображении голографической интерферо­граммы сдвига контролируемого зеркала. Для этого проводят штрих толщиной не более V20 расстояния между полосами по цент­ральной линии каждой темной полосы интерферограммы.

  2. На горизонтальном диаметре интерферограммы зеркала наносят систему эквидистантных реперных точек. Для этого про­водят диаметр, параллельный горизонтальному штриху сетки диф­фузора:

измеряют длину D стороны квадрата сетки диффузора;

вычисляют коэффициент увеличения интерферограммы по фор­муле

вычисляют длину А реперного отрезка по формуле

А = а-К,

где а — значение бокового сдвига зеркала, определенное по п. 4.3.7;

наносят на горизонтальный диаметр, начиная от центра, в обе стороны систему 2М реперных точек с абсциссами хт=±т-А (/п = 0, 1, 2 м);через каждую реперную точку проводят прямую, перпендику­лярную к горизонтальному диаметру.

В произвольном сечении интерферограммы зеркала, параллель­ном горизонтальному диаметру, образуется система реперных то­чек на пересечениях этого сечения со всеми вертикальными пря­мыми.

  1. Расчет интерферограммы опорной сферы проводят в сле­дующем порядке:

вводят систему координат с началом в центре зеркала и осями х и у, направленными соответственно горизонтально по направле­нию сдвига зеркал и вертикально;

измеряют координаты утп точек пересечения каждой верти­кальной прямой с линиями центров интерференционных полос, про­веденных по п. 5.3.1. При этом абсциссу реперной точки хт вычис­ляют по формуле хт= т-А, где т^.О/2а— номер реперной точ­ки, а — значение сдвига, D диаметр зеркала, п — номер поло­сы; |n| < N/2, N — число интерференционных полос;

находят систему эквидистантных прямых полос интерферограм­мы опорной сферы, удовлетворяющих уравнениям у— Тх--пЪ,п. | < 2V/2, где Тиб находят в результате решения системы уравнений

ЛГ/2 7V/2

  1. Л т/утп— тТА — пЪ1=0-,

т = -М/2 n = —N!2

т/2 JV/2

S X п/утп — тТА — пЪ/=0.

' т =—ЛГ/2 л = —JV/2

Примечание. При измерении радиуса кривизны зеркала в случае искрив* ленных полос интерферограммы по п. 5.2.2 следует в качестве отсчетов значения угла а,- брать результаты единичных измерений угла между направлениями ин­терференционных полос образцового зеркала и направлением полос, соответст­вующих опорной сфере, вычисленным по п. 5.3.3.