2 Содержание задач Задача № 1

Исходные данные в табл. 1; иллюстрация на рис. 1

Для контроля формы выпуклой сферической поверхности положительной менисковой линзы со световым диаметром D_л и толщиной d_л применяется интерферометр, схема которого дана на рис. 1. Радиусы кривизны сферических поверхностей контролируемой линзы: r_А - радиус выпуклой поверхности, r_Б – радиус вогнутой поверхности. Линза изготовлена из стекла с показателем преломления n_л.

Источник в интерферометре – He-Ne лазер, излучающий на длине волны  =0,6328 мкм. В качестве компенсатора аберраций преломляющей поверхности Б используется плоско-параллельная пластина, изготовленная из стекла К8, показатель преломления которого на указанной длине волны n_к = 1,51466.

Эталонным элементом интерферометра служит вогнутое сферическое зеркало с радиусом кривизны эталонной поверхности r_э = 1706,1 мм, т.е. интерферометр работает по схеме интерферометра Физо.

Световые лучи падают на поверхности А и Э по нормалям.

Рассчитать параметры и характеристики компенсационной системы в следующей последовательности:

1) для крайнего луча, идущего в сторону компенсатора, вычислить первую сумму Зейделя S_Iл , продольную аберрацию Δs’_л, задний апертурный угол ’, а также расстояние s’_ол от поверхности Б контролируемой линзы до точки схода параксиальных лучей;

2) по формулам аберраций третьего порядка вычислить необходимую толщину d_к пластины-компенсатора;

3) исходя из условия технологичности компенсатора, назначить его световой диаметр D_к в пределах 100 мм;

4) с учетом светового диаметра вычислить удаление s пластинки – компенсатора относительно заднего фокуса F ’объектива интерферометра;

5) вычислить толщину d_в воздушного промежутка между поверхностью Б контролируемой линзы и компенсатором;

6) вычислить остаточные аберрации компенсационной системы (для пяти лучей) в ходе лучей из центра кривизны поверхности А, затем оптимизировать аберрации компенсационной системы путем изменения толщины пластины-компенсатора (подбор оптимальной толщины компенсатора проводить с шагом не менее 0,1 мм;

7) вычислить толщину d воздушного промежутка между поверхностью А контролируемой линзы и эталонным зеркалом;

8) вычислить необходимый световой диаметр D_э эталонного зеркала;

9) по программе расчета хода лучей вычислить остаточные волновые аберрации в автоколлимационном ходе лучей для двух случаев:

а) при отражении от поверхности А;

б) при отражении от поверхности Э,

помещая входной зрачок в плоскость, проходящую через крайнюю точку поверхности А.

Примечание: остаточные волновые аберрации выполнять с помощью компьютерной программы для расчета реальных лучей через оптическую систему.

Начертить схему, содержащую пластинку-компенсатор, контролируемую линзу и эталонное зеркало (в масштабе) с ходом лучей и сводкой конструктивных параметров.

Сделать вывод о возможности реализации полученного результата для контроля формы выпуклой поверхности линзы.

Оценить инструментальную погрешность интерферометра, вызванную остаточными аберрациями компенсационной системы.