|
|
происходит интерференция лучей, вышедших от источника под углом друг к другу (см. Интерференция света). К первому типу относится интерферометры Физо, Майкельсона и его модификации, Жамена и др.; ко второму типу ≈ интерферометр Рэлея и др.
Простейшим интерферометром является интерферометр Физо (рис. 1), применяемый главным образом для контроля точности изготовления плоских поверхностей оптич. деталей. Свет от монохроматического источника L с помощью конденсора tOlt диафрагмы D и объектива 02 направляется параллельным пучком на эталонную Э и контролируемую К пластинки (положенные одна па другую) почти перпендикулярно к их поверхностям. При этом строго плоская эталон-
Рис-. 2. а ≈ Вид дефектов сверху на контролируемой пластинке; б ≈ Сечение эталонной и контрольной пласти-irot;. Сечение по линии А≈А (угол а п размеры дефектов для наглядности сильно увеличены); в ≈ Вид интерференционной картины полос равной толщины в интерферометре Физо.
пая и контролируемая поверхности пластинок образуют между собой небольшой угол ос. С помощью полупрозрачной пластинки П в отраж╦нном сеете наблюдаются интерференционные полосы равной толщины, к-рые локализованы в области воздушного клипа между контролируемой и эталонной поверхностями. Положения этих полос определяются из условия: &-=:2dn-}-K/2≈fnK~const (при и^1), где d ≈ толщина воздушного клина. Если контролируемая поверхность идеально плоская, то полосы равного наклона имеют форму прямых эквидистантных линий, параллельных ребру клина (rf≈const), расстояние между к-рыми равно z=A/2oc (рис, 2, е) (при а≈10" и Я~0,5 мкм, z~t мм). Если же на контролируемой поверхности имеются к.-л. дефекты, напр, небольшие углубления или выступы (рис. 2, я, б) или она не строго плоская, то в области расположения этих дефектов наблюдаются отклонения 6з от прямолинейности. При этом относит, величина отклонения Sz/z связана с высотой или глубиной дефекта 6Д соотношением 5й=(А/2)бг/2. Невооруженный глаз может оценить величину бз/z ~ 0,1, что соответствует величине обнаруженного дефекта б/i≈Х/20 (при £= =0.633 мкм, б/а≈0,031 мкм). Знак отклонения позволяет отличить тип дефекта: углубление или выступ (рис. 2, в). Если контролируемая поверхность имеет форму сферы, то интерференционные полосы имеют форму концентрических окружностей (см. Ньютона кольца}.
В интерферометре Физо поверхности контролируемой п эталонной пластинок из-за малости угла (угл. секунды) почти полностью соприкасаются друг с другом и в процессе юстировки могут быть повреждены. Поэтому для контроля поверхностен часто используются бесконтактные И., построенные по схеме интерферометра Ыайкельсона (рнс. 3). Здесь параллельный пучок света из объектива О2 входного коллиматора падает на полупрозрачную разделит, пластинку П и направляется к зеркалам Мг и Л/2т к-рыми в данном случае служат эталонная Э и контролируемая К пластинки. После отражения от зеркал-пластинок оба пучка вновь соединяются разделит, пластинкой П п направляются в объектив 0Я выходного коллиматора п интерферируют. При этом оба зеркала ориентированы так, чтобы контролируемая поверхность К и мнимое изображение эталонной поверхности Э в разделит, пластинке образовали небольшой воздушный клин толщиной в его ср. части (на оп-
тич. осп) d≈lt≈ll4 где /! и /2 ≈ расстояния от разделит. нластинки до зеркал; ^≈ Л#т 13=АС. При интерференции наблюдаются полосы равной толщины, локализованные в плоскости клина, максимумы интенсивности к-рых определяются из условия
т. е. так же, как и в интерферометре Физо. Анализ ив> терфоренц. картины проводится так же, как и в интерферометре Физо. Модернизованный интерферометр Майкельсона, в к-ром одно из плоских зеркал заменено
Рис. 3. Принципиальная схема интерферометра Майкельсона для контроля плоских поверхностей бесконтактным методом.
В
сферическим (интерферометр Тваймана), позволяет проводить контроль качества сферич. (выпуклых или вогнутых) зеркал и качества объективов. Принцип интерферометра Майкельсона широко используется в ряде др. техн. И., напр, в И, для измерения абс. и относит. длин концевых мер. Большое число лазерных И. также построено по схеме интерферометра Майкельсона. Благодаря высокой монохроматичности и когерентности лазерного излучения такие И. позволяют проводить измерения при больших разностях хода, напр, измерять с высокой точностью большие линейные перемещения тел (достигающие неск. м), проводить проверку штриховых эталонных мвр, шкал и др.
Кроме лазеров в качестве источников света созданы квантовые И. для измерения небольших перемещении, длин деталей. Их действие основано на зависимости разностной частоты излучения между соседними продольными модами лазера /=с/2Л от длины резонатора L (см. Лазер]. По изменению разностной частоты Д/, происходящей при перемещении: одного из зеркал резонатора, может быть измерена величина этого перемещения AL ≈ 2£2Д//с. Преимуществом таких И. является то, что измерение линейных размеров (и перемещений) сводится к определению частоты, к-рую можно измерить радиотехн. методами с высокой степенью точности.
Лига..1 Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976; Захаръевсний А. Н., Интерферометры, М., 1!>52; К о-л о м и и ц о в Ю. В., Интерферометры, Л., 1976; К р ы-лов К. И., Прокопенко Б. Т., М и т р и ф а-нов А. С., Применение лазеров в машиностроении и ирибо-рострорнии, Л.» 1978. В. И, Малышев.
ИНТЕРФЕРОМЕТР ультразвуковой^ прибор для измерения фазовой скорости с и коэф. поглощения а УЗТ принцип действия к-рого основан па интерференции акустич. воли. Типичный УЗ-И. (рис. 1) представляет собой акустич. камеру 1 с исследуемой средой, в к-рой пьезоэлектрическим преобразователем 2 возбуждаются УЗ-волньт. На нск-ром расстоянии I от льезопреобразователя расположен плоский рефлектор 5, от к-рого отражается УЗ-волна и к-рый может перемещаться вдоль направления распространения УЗ. Плоскости рефлектора и пьезопреобразователя уста-
ш
о
а ш
в
а ш
171
