Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6460
(13) U
(46) 2010.08.30
(51) МПК (2009)
G 01J 9/00
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
ДИФРАКЦИОННЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
(21) Номер заявки: u 20091078
(22) 2009.12.21
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Гродненский государственный уни-
верситет имени Янки Купалы" (BY)
(72) Автор: Ляликов Александр Михайло-
вич (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение обра-
зования "Гродненский государствен-
ный университет имени Янки Купалы"
(BY)
(57)
Устройство для интерферометрического контроля дифракционных оптических эле-
ментов, включающее источник света с оптической системой формирования коллимиро-
ванного зондирующего пучка, интерферометр бокового сдвига, оптическую систему
пространственной фильтрации, гнезда размещения контролируемого и эталонного ди-
фракционных 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 направле-
ния сдвига интерферирующих пучков, равно величине бокового сдвига между интерфери-
рующими пучками, экран для наблюдения или регистратор интерференционной картины,
оптически сопряженный с плоскостью размещения дифракционных оптических элемен-
тов, 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
BY6460U2010.08.30

2. BY 6460 U 2010.08.30
2
вокруг оси, ориентированной параллельно плоскости размещения дифракционных опти-
ческих 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 разме-
щения дифракционных оптических элементов пропускающего и отражательного типов.
(56)
1. Ляликов А.М. Высокочувствительный сравнительный анализ периодических струк-
тур методом интерферометрии бокового сдвига / А.М. Ляликов // Оптика и спектроско-
пия. - 2008. - Т. 105. - № 1. - С. 136-139.
Полезная модель относится к области оптического приборостроения, в частности к
устройствам интерферометрического контроля качества и измерения различных парамет-
ров 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 элемен-
тов, определяемое вдоль направления сдвига интерферирующих пучков, равно величине
бокового сдвига между интерферирующими пучками, экран для наблюдения или реги-
стратор 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 возмож-
ностью контроля дифракционных оптических элементов только пропускающего типа.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для контроля дифрак-
ционных 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 уста-
новленные 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 интерферен-
ционной картины, оптически сопряженный с плоскостью размещения дифракционных оп-
тических элементов, с целью расширения области применения дополнительно снабжено
гнездами размещения контролируемого и эталонного дифракционных оптических элемен-
тов отражательного типа, полупрозрачным зеркалом с возможностью разворота на угол не
менее 90 градусов вокруг оси, ориентированной параллельно плоскости размещения ди-
фракционных оптических элементов и перпендикулярно направлению сдвига между ин-
терферирующими 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 отра-
жательного типов.
Полезная модель направлена на решение следующей задачи - расширение области
применения устройства интерферометрического контроля дифракционных оптических

3. BY 6460 U 2010.08.30
3
элементов. Расширение области применения устройства обеспечивается техническим ре-
зультатом, 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 пропускающе-
го типа.
Устройство для интерферометрического контроля дифракционных оптических элементов
включает источник света 1 с оптической системой формирования коллимированного зон-
дирующего пучка в виде поворотного зеркала 2, телескопа, образованного рассеивающей 3
и собирающей 4 линзами, интерферометр бокового сдвига 5, гнезда 6, 7 размещения кон-
тролируемого и эталонного дифракционных оптических элементов пропускающего типа,
гнезда 8, 9 размещения контролируемого и эталонного дифракционных оптических эле-
ментов отражательного типа. В каждой из пар гнезда разнесены в пространстве и установ-
лены 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, обозначен-
ные 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 допол-
нительно 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 интерферирующи-
ми пучками, полупрозрачное зеркало 11 установлено по ходу зондирующего пучка таким
образом, что ось 12 разворота зеркала расположена на равном расстоянии между плоско-
стями 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 из-
вестные 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 оптиче-
ских элементов работает в двух режимах: режим контроля дифракционных оптических
элементов пропускающего типа и режим контроля дифракционных элементов отража-
тельного типа. Переключение устройства из одного режима в другой реализуется разворо-
том зеркала 11 на угол 90 градусов. На фигуре положения зеркал отмечены для двух
режимов.
В режиме контроля дифракционных оптических элементов пропускающего типа устрой-
ство работает следующим образом. Контролируемый и эталонный дифракционные оптиче-
ские элементы размещают в гнездах 6, 7, а полупрозрачное зеркало 11 разворачивают в
положение, при котором световые лучи, прошедшие контролируемый и эталонный дифрак-
ционные 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-

4. BY 6460 U 2010.08.30
4
ный таким образом коллимированный световой пучок зондирует контролируемый и эта-
лонный 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 ам-
плитуде на два когерентных пучка, которые сдвигаются в пространстве друг относительно
друга на определенную величину. Так как гнезда 6, 7 установки контролируемого и эта-
лонного дифракционных оптических элементов разнесены в пространстве в одной плос-
кости таким образом, что расстояние между центрами контролируемого и эталонного
элементов, установленных в этих гнездах, определяемое вдоль направления сдвига интер-
ферирующих пучков, равно величине бокового сдвига между интерферирующими пучка-
ми, то на экране или регистраторе интерференционной картины 10 происходит наложение
изображений контролируемого и эталонного оптических элементов. Выделение опреде-
ленных порядков дифракции световых пучков на контролируемом и эталонном дифрак-
ционных оптических элементах осуществляется оптической системой пространственной
фильтрации 13. При наложении изображений контролируемого и эталонного дифракцион-
ных 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 элемен-
тов отражательного типа полупрозрачное зеркало 11 разворачивают на 90 градусов в положе-
ние, 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, направ-
ляется в интерферометр 5. При наложении изображений контролируемого и эталонного
дифракционных оптических элементов получаемая интерференционная картина 10 отоб-
ражает разницу оптических параметров данных дифракционных элементов. По виду интер-
ференционной 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 ви-
зуально, в этом случае используется экран, или записана на регистратор, например ПЗС
матрицу или фотоэмульсию.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.