Устройство для интерферометрического контроля дифракционных оптических элементов

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ДИФРАКЦИОННЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ(71) Заявитель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(72) Автор Ляликов Александр Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(57) Устройство для интерферометрического контроля дифракционных оптических элементов, включающее источник света с оптической системой формирования коллимированного зондирующего пучка, интерферометр бокового сдвига, оптическую систему пространственной фильтрации, гнезда размещения контролируемого и эталонного дифракционных оптических элементов, разнесенные в пространстве и установленные на входе интерферометра в одной плоскости таким образом, что расстояние между центрами контролируемого и эталонного дифракционных элементов, определяемое вдоль направления сдвига интерферирующих пучков, равно величине бокового сдвига между интерферирующими пучками, экран для наблюдения или регистратор интерференционной картины,оптически сопряженный с плоскостью размещения дифракционных оптических элементов, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено гнездами размещения контролируемого и эталонного дифракционных оптических элементов отражательного типа, полупрозрачным зеркалом с возможностью разворота на угол не менее 90 градусов 64602010.08.30 вокруг оси, ориентированной параллельно плоскости размещения дифракционных оптических элементов и перпендикулярно направлению сдвига между интерферирующими пучками, полупрозрачное зеркало установлено по ходу зондирующего пучка таким образом,что ось разворота зеркала расположена на равном расстоянии между плоскостями размещения дифракционных оптических элементов пропускающего и отражательного типов.(56) 1. Ляликов А.М. Высокочувствительный сравнительный анализ периодических структур методом интерферометрии бокового сдвига / А.М. Ляликов // Оптика и спектроскопия. - 2008. - Т. 105. -1. - С. 136-139. Полезная модель относится к области оптического приборостроения, в частности к устройствам интерферометрического контроля качества и измерения различных параметров оптических элементов. Известно устройство для интерферометрического контроля оптических элементов, в частности дифракционных элементов 1. Данное устройство включает источник света с оптической системой формирования коллимированного зондирующего пучка, интерферометр бокового сдвига, оптическую систему пространственной фильтрации, гнезда размещения контролируемого и эталонного дифракционных оптических элементов, разнесенные в пространстве и установленные на входе интерферометра в одной плоскости таким образом,что расстояние между центрами контролируемого и эталонного дифракционных элементов, определяемое вдоль направления сдвига интерферирующих пучков, равно величине бокового сдвига между интерферирующими пучками, экран для наблюдения или регистратор интерференционной картины, оптически сопряженный с плоскостью размещения дифракционных оптических элементов. Данное устройство по технической сущности наиболее близко к заявляемому устройству и выбрано в качестве прототипа. Недостатком известного устройства является ограниченность области применения, связанная с возможностью контроля дифракционных оптических элементов только пропускающего типа. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для контроля дифракционных оптических элементов, включающее источник света с оптической системой формирования коллимированного зондирующего пучка, интерферометр бокового сдвига,оптическую систему пространственной фильтрации, гнезда размещения контролируемого и эталонного дифракционных оптических элементов, разнесенные в пространстве и установленные на входе интерферометра в одной плоскости таким образом, что расстояние между центрами контролируемого и эталонного дифракционных элементов, определяемое вдоль направления сдвига интерферирующих пучков, равно величине бокового сдвига между интерферирующими пучками, экран для наблюдения или регистратор интерференционной картины, оптически сопряженный с плоскостью размещения дифракционных оптических элементов, с целью расширения области применения дополнительно снабжено гнездами размещения контролируемого и эталонного дифракционных оптических элементов отражательного типа, полупрозрачным зеркалом с возможностью разворота на угол не менее 90 градусов вокруг оси, ориентированной параллельно плоскости размещения дифракционных оптических элементов и перпендикулярно направлению сдвига между интерферирующими пучками, полупрозрачное зеркало установлено по ходу зондирующего пучка таким образом, что ось разворота зеркала расположена на равном расстоянии между плоскостями размещения дифракционных оптических элементов пропускающего и отражательного типов. Полезная модель направлена на решение следующей задачи - расширение области применения устройства интерферометрического контроля дифракционных оптических 2 64602010.08.30 элементов. Расширение области применения устройства обеспечивается техническим результатом, который заключается в возможности реализации посредством заявляемого устройства контроля дифракционных оптических элементов не только пропускающего, но и отражательного типа. На фигуре изображена оптическая схема заявляемого устройства с обозначением хода световых лучей в режиме контроля дифракционных оптических элементов пропускающего типа. Устройство для интерферометрического контроля дифракционных оптических элементов включает источник света 1 с оптической системой формирования коллимированного зондирующего пучка в виде поворотного зеркала 2, телескопа, образованного рассеивающей 3 и собирающей 4 линзами, интерферометр бокового сдвига 5, гнезда 6, 7 размещения контролируемого и эталонного дифракционных оптических элементов пропускающего типа,гнезда 8, 9 размещения контролируемого и эталонного дифракционных оптических элементов отражательного типа. В каждой из пар гнезда разнесены в пространстве и установлены на входе интерферометра в одной плоскости таким образом, что расстояние между центрами контролируемого и эталонного дифракционных элементов, установленных в гнездах 6, 7 или 8, 9, определяемое вдоль направления сдвига интерферирующих пучков,равно величине бокового сдвига между интерферирующими пучками. Устройство также содержит экран для наблюдения или регистратор интерференционной картины, обозначенные позицией 10. Экран или регистратор оптически сопряжены с плоскостью размещения дифракционных оптических элементов. Оптическое сопряжение может быть обеспечено объективами, входящими в интерферометр. Для обеспечения возможности переключения устройства из режима контроля дифракционных оптических элементов пропускающего типа в режим контроля элементов отражательного типа или наоборот устройство дополнительно снабжено полупрозрачным зеркалом 11 с возможностью разворота на угол не менее 90 градусов вокруг оси 12, ориентированной параллельно плоскости размещения оптических элементов и перпендикулярно направлению сдвига между интерферирующими пучками, полупрозрачное зеркало 11 установлено по ходу зондирующего пучка таким образом, что ось 12 разворота зеркала расположена на равном расстоянии между плоскостями размещения дифракционных оптических элементов пропускающего и отражательного типов, установленных в гнездах 6, 7 и 8, 9. На выходе интерферометра бокового сдвига 5 установлена оптическая система пространственной фильтрации 13. В качестве источника света 1 может быть использован газовый гелий-неоновый лазер непрерывного действия. В качестве интерферометра 5 можно использовать широко известные в оптической диагностике интерферометры бокового сдвига, выполненные на зеркальных, дифракционных, поляризационных и т.д. оптических элементах. Оптическая система пространственной фильтрации 13 может быть выполнена традиционно на основе собирающей линзы и диафрагмы, установленной в задней фокальной плоскости. Заявляемое устройство для интерферометрического контроля дифракционных оптических элементов работает в двух режимах режим контроля дифракционных оптических элементов пропускающего типа и режим контроля дифракционных элементов отражательного типа. Переключение устройства из одного режима в другой реализуется разворотом зеркала 11 на угол 90 градусов. На фигуре положения зеркал отмечены для двух режимов. В режиме контроля дифракционных оптических элементов пропускающего типа устройство работает следующим образом. Контролируемый и эталонный дифракционные оптические элементы размещают в гнездах 6, 7, а полупрозрачное зеркало 11 разворачивают в положение, при котором световые лучи, прошедшие контролируемый и эталонный дифракционные оптические элементы, направляются в интерферометр 5, как это показано на фигуре. В процессе контроля излучение источника света 1 отражается от зеркала 2 и вводится в оптическую систему 3, 4 формирования зондирующего светового пучка. Сформирован 3 64602010.08.30 ный таким образом коллимированный световой пучок зондирует контролируемый и эталонный дифракционные оптические элементы, установленные в гнездах 6, 7, и, отражаясь от полупрозрачного зеркала, направляется в интерферометр бокового сдвига 5. В интерферометре бокового сдвига зондирующий световой пучок разделяется по амплитуде на два когерентных пучка, которые сдвигаются в пространстве друг относительно друга на определенную величину. Так как гнезда 6, 7 установки контролируемого и эталонного дифракционных оптических элементов разнесены в пространстве в одной плоскости таким образом, что расстояние между центрами контролируемого и эталонного элементов, установленных в этих гнездах, определяемое вдоль направления сдвига интерферирующих пучков, равно величине бокового сдвига между интерферирующими пучками, то на экране или регистраторе интерференционной картины 10 происходит наложение изображений контролируемого и эталонного оптических элементов. Выделение определенных порядков дифракции световых пучков на контролируемом и эталонном дифракционных оптических элементах осуществляется оптической системой пространственной фильтрации 13. При наложении изображений контролируемого и эталонного дифракционных оптических элементов получаемая интерференционная картина отображает разницу оптических параметров данных дифракционных элементов. По виду интерференционной картины устанавливается соответствие контролируемого дифракционного оптического элемента норме. Для переключения устройства в режим контроля дифракционных оптических элементов отражательного типа полупрозрачное зеркало 11 разворачивают на 90 градусов в положение, при котором зондирующий световой пучок, прошедший данное зеркало, отражается и дифрагирует от контролируемого и эталонного оптических элементов, установленных в гнездах 8, 9, снова направляется на полупрозрачное зеркало и, отражаясь от него, направляется в интерферометр 5. При наложении изображений контролируемого и эталонного дифракционных оптических элементов получаемая интерференционная картина 10 отображает разницу оптических параметров данных дифракционных элементов. По виду интерференционной картины устанавливается соответствие контролируемого дифракционного оптического элемента норме. Как для случая контроля дифракционных оптических элементов пропускающего, так и отражательного типа интерференционная картина в плоскости 11 может быть оценена визуально, в этом случае используется экран, или записана на регистратор, например ПЗС матрицу или фотоэмульсию. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4