6. Технологическая часть

6.1. Методы голографической интерферометрии при контроле качества подложек зеркал лг. Схемы записи и восстановления голограмм.

В процессе изготовления подложек и напыления зеркал в них могут возникнуть внутренние напряжения, релаксация которых в ходе эксплуатации может привести к снижению точности прибора и нарушению покрытий. Для контроля деформации подложек и зеркал и отработки режимов изготовления подложек используют метод голографической интерферометрии.

Запись голограммы

Пучок когерентного излучения, преобразованный с помощью оптики в расходящийся, делится по фронту на 2 пучка; одна часть – опорный пучок, отразившись от зеркала, поступает на чувствительный слой фотопластинки, а вторая часть – предметный пучок, отразившись от объекта также поступает на фотопластинку. При освещении сколь угодно сложного предмета, каждая его точка является источником вторичных (отражённых) волн, фаза которых изменилась в соответствии с формой и структурой объекта. Таким образом на фотопластинке имеет место сложение двух волновых фронтов с неизменной фазой (опорный пучок) и фазой изменённой (предметный пучок), что обеспечивает интерференцию. После проявления фотопластинки, интерференционная картина на ней выглядит как совокупность стохастических светлых и тёмных полос.

Восстановление голограммы

При освещении проявленной фотопластинки пучком света, полностью повторяющим опорный, происходит процесс, который можно представить как вычитание опорного пучка из совокупности опорного и предметного, и наблюдатель может видеть предметный волновой фронт как объёмное голографическое изображение предмета, на который был направлен предметный пучок при записи.

В технике в основном применяются методы голографической интерферометрии в частности метод 2-х экспозиций и метод реального времени.

Метод 2-х экспозиций заключается в том, что на одну и ту же пластинку последовательно без проявления записываются две голограммы одного и того же объекта, причём первая голограмма записывается от невозмущённого объекта, а вторая от того же объекта, к которому приложено некое возмущение в виде деформации или нагрева. При восстановлении голограммы, на фоне объёмного изображения объекта наблюдаются интерференционные полосы, отражающие интерференцию опорных пучков от возмущённого и невозмущённого объектов. Каждая полоса определяет величину деформации λ/2 (длина волны делённая пополам).

Метод голографической интерферометрии в реальном масштабе времени предназначен для анализа процессов вибрации, имеющих место в объекте. На первом этапе от неподвижного объекта записывается голограмма, которая проявляется на месте. На втором этапе объекту сообщается вибрация и через голограмму наблюдают изменяющуюся интерференционную картину, возникающую при сложении волновых фронтов от неподвижного объекта и объекта подвергнутого вибрации.

Метод 2-х экспозиций применяется при отработке технологического процесса и анализа конструктивных решений зеркал ЛГ. Интерферограмма, характеризующая напряжённо-деформированное состояние подложек и зеркал с покрытиями представлена на рисунке стр.60 раздаточного мат. В исходном состоянии подложки зеркал имеют равномерный характер поля деформации без явно выраженных локальных искажений интерференционных полос. После операции напыления стекла на подложку с таким исходным состоянием, возникают напряжения, вызывающие нарушения интерференционной картины. В этом случае рабочая зона с покрытием выступает в роли локального концентратора напряжения, о чём свидетельствуют интерференционные полосы, замкнутые через эту зону (рис.б). Результатом такого поля деформации может стать неправильное искажение оптического периметра резонатора. При использовании подложки с проточкой вокруг зоны напыления (проточка осуществляется после операции грубого шлифования (рис.в)), напыление не приводит к появлению на рабочей поверхности остаточных напряжений и деформаций (рис.г). Наличие проточки вокруг рабочей зоны не вызывает изменения напряженно-деформированного состояния подложки (рис.д, е).