Контроль качества объектива на интерферометре ИКД-110
Санкт-Петербургский
Государственный Университет Информационных технологий, механики и оптики
____________________________________________________________________
Кафедра прикладной и компьютерной оптики
Лабораторная
работа №5
«Контроль
качества объектива на интерферометре ИКД-110»
Санкт-Петербург
2006 г.
Цель работы:
Изучение
метода контроля волновой аберрации оптической системы типа «фотообъектив» на
интерферометре ИКД – 110.
Получение
интерференционной картиной, возникшей между эталонным плоским волновым фронтом
и волновым фронтом, дважды прошедшим через испытуемый объектив, и запись ее в
компьютер. Программная часть комплекса ИКД-110 позволяет получить функцию
деформации волнового фронта, прошедшего через объектив, в виде коэффициентов
Цернике, а также вычислить по волновой аберрации такие характеристики, как ЧКХ
и фун-ию концентрации энергии (ФКЭ). По этим характеристикам также оценивается
качество изображение объектива.
Порядок выполнения работы:
Необходимо
настроить схему контроля объектива, зарегистрировать и обработать
интерферограмму, получить описание волновой аберрации объектива, ЧКХ и ФКЭ.
Чтобы настроить
схемы контроля следует:
1.
Установить плоскую эталонную насадку в
байонетную оправу на вых. окне интерферометра. Привести интерф.в режим
настройки (наж. кнопку Настройка) на пульте дистанционного управления.
Совместить автоколлимационное изображение от эталонной поверхности с меткой на
экране видео манитора с помощью вращения настроечных винтов оправы.
2.
Установить в стойку заклона
самоцентрирующуюся оправу. В эту оправу поместить пластину с плоской
поверхностью. Поместить стойку заклона на минимальном расстоянии от эталона,
рабочая поверхность пластины должна быть направлена к интерферометру. Небольшими
перемещениями стойки заклона и вращением ее настроечных винтов добиться
появления автоколлимационного изображения от поверхности пластины, обращенной к
интерферометру, на экране совместить его с автоколлимационным изображением от
эталонном поверхности (т.о торцы кулачков самоцентр.оправы устанавливаются
препенд. падающ. пучку.)
3.
Не сдвигая стойку, заменить пластину с плоской
поверхностью на контролируемый объектив. Установить металлический экран в
фокусе испытуемого объектива, для чего наблюдать на экране пятно, в которое
собирается сфокусированный объективом пучок. Перемещая экран вдоль оптической
оси интерферометра добиться наименьшего размера пятна.
4.
Уст. сферическое зеркало в стойку, имеющую
продольную и поперечные подвижки. Поместить стойку с зеркалом за экраном,
рабочей поверхностью зеркала к интерферометру на расстоянии примерно равном
радиусу кривизны поверхности зеркала. Перемещая стойку зеркала, добиться
появления на металлическом экране пятна в котором собирается отраженный от
зеркала пучок. Добиться наименьшего диаметра пятна и совместить его с пятном,
получаемым от объектива. После этого убрать металлический экран. Выполнить
совмещение точнее, для чего вращением настроечных винтов стойки с зеркалом
совместить на экране видеомонитора автоколлимационное изображение от
поверхности зеркала с автоколлимационным изображением от рабоч.пов-ти.
2
получить картину из интерфер. колец;
2
фокусировать объектив, используя продольную
подвижку стойки с зеркалом до получения минимального числа колец;
2
ввести наклон, используя настроечные винты наклона
стойки зеркала, до получения требуемого количества полос.
Для регистрации интерферограммы:
6.
Запустить на компьютере программу Zebra Master. С помощью интерфейса TWAIN зарегистрировать
интерферограмму, затем зарегистрировать распределение освещенности с
использованием TWAIN-источника.
С
помощью элементов управления, рассоложенной на окне TWAIN,
установить параметры рабочей камеры – электронный затвор, который установить
1/2000 и коэффициент усиления, при этом уменьшить его. После отрегулировать
яркость интерференционной картины так, чтобы не было засветки интерферограммы.
7.
Для регистрации фонового распределения
освещенности ввести между эталонной и контролируемой поверхностями лист
бумаги, не касаясь элементов контроля.
8.
Зарегистрировать интерферограмму. В программе Zebra с зарегистрированной интерферограммой установить кратность схемы
контроля (она равна 2) и положение вершины оптического клина.
Для обработки интерферограммы:
9.
Далее в программе Zebra
продолжить обработку интерферограммы, нажав кнопку Next
пройти все этапы интерференционной картины и вносить при необходимости ручные
корректировки:
2
на этапе фильтрации рекомендуемы размер апертуры
порядка 3-5;
2
на этапе выбора способа расстановки точек – по
минимуму;
2
при выборе порядка базиса аппроксимации – 7 порядок
(выписать кол-во точек аппроксимации);
2
на этапе анализа исключить из анализа: смещение,
наклон, расфокусировка.
Сохранить
результаты.
Для вычисления ЧКХ и ФКЭ
используется программа Zebra Imager.
10. Запустить программу. В программной вкладке Оптическая система
заполнить: тип предмета – дальний; тип изображения – ближний; значение передней
и задней апертур контролируемого объектива. указать длину волны лазера
интерферометра, которая равна 632,8нм.
11. В вкладке Аберрации не отмечать коэффициенты смещения, наклона и
расфокусировки. Также в вкладке Масштабирование задать масштаб – 0,5.
12. В программе выбрать вкладку ФКЭ, после чего зарисовать график функции концентрации
энергии контролируемого объектива. А также выбрав вкладку МПФ – зарисовать
топограмму ЧКХ контролируемого объектива и ее центральные сечения. После
завершения этих процедур для получения параметров идеального
(безаберрационного) объектива повторить вышеуказанный пункт.
1-
выходное окно интерферометра;
3-
испытуемый объектив;
4-
экран в идее металлической сетки, служащий для
настройки схемы;
5-
дополнительное сферическое зеркало.
интерференционная
картина возникает между волновым фронтом, отраженным от рабочей поверхности
эталона, и волновым фронтом, прошедшим через объектив, отраженный от
дополнительного эталонного сферического зеркала и еще раз прошедшим через
испытуемый объектив в обратном направлении. Т.О. кратность прохождений
испытуемого волнового фронта через объектив равна 2.