Контроль параметров линз

1) Измерение фокусных отрезков

Для измерения фокусных отрезков линз используется оптическая скамья. Она состоит из коллиматора, микроскопа со стойкой и направляющей со шкалой. В фокальной плоскости коллиматора помещена шкала или мира. Проверяемая линза размещается непосредственно за объективом коллиматора на соответствующей подставке. Изображение шкалы (мира) образуется точно в фокальной плоскости линзы, проведенной через ее фокусF'. Измерение фокусного отрезка сводится к последовательному наведению микроскопа на указанное изображение и на вторую по ходу лучей поверхность линзы.

В обоих положениях микроскопа снимают отсчеты по шкале. Разность отсчетов определяет длину измеряемого фокусного отрезка. Для уверенной фокусировки на поверхность линзы мазком наносят немного ликоподия, пудры и мела.

При измерении фокусных отрезков отрицательных линз на короткофокусный объектив микроскопа надевают насадку с длиннофокусной линзой. В этом случае наведение на фокус проверяемой линзы осуществляется через саму линзу. Погрешность измерения отрезка редко бывает меньше 1%. В подавляющем большинстве случаев она вполне удовлетворяет требованиям практики.

В условиях массового производства, когда возникает необходимость увеличить производительность контроля, может быть использована другая установка. Основными ее элементами являются коллиматор, дополнительный объектив, плоское зеркало и зрительная труба. В фокальной плоскости коллиматора вместо шкалы или миры размещена узкая щель. Перед зрительной трубой находятся два одинаковых клина, вершины которых направлены в противоположные стороны.

Дополнительный объектив является сменным и рассчитывается для каждой проверяемой линзы отдельно.

Перед проведением контроля установка настраивается по образцовой линзе. Фокусы дополнительного объектива и линзы совпадают, в зрительную трубу направляются параллельные пучки и в ее окуляре наблюдаются находящиеся на одной линии два изображения. При установке проверяемой линзы на место образцовой изображения щели разойдутся, если фокусный отрезок ее отличается от фокусного отрезка образцовой. Разошедшиеся изображения щелей совмещают осевым перемещением дополнительного объектива. С узлом этого объектива соединена шкала, по которой можно отсчитать разность фокусных отрезков сравниваемых линз.

2) Контроль децентрировки.

Предельный размер децентрировки определяет допустимое не совмещение оптической оси линзы с ее механической осью, когда центр кривизны одной из поверхностей или оба центра не лежат на геометрической оси линзы. Децентрировку для каждой из поверхностей обычно оценивают линейным значением сдвига соответствующего центра кривизны поверхности.

3) Контроль радиусов кривизны контактным сферометром.

Для проверки радиусов кривизны сферических поверхностей оптических деталей имеются и применяются различные способы и устройства. Большинство из них являются контактные.

Широкое применение в оптическом производстве получили кольцевые контактные сферометры. Принцип их действия состоит в следующем: на проверяемую деталь 1 накладывается кольцо 2, диаметр рабочей кромки которого 2r известен с высокой точностью. Во втулке кольца помещен стержень измерительного прибора 3. С его помощью определяется высота h шарового сегмента, основанием которого служит плоскость рабочей кромки кольца. Для вычисления радиуса R проверяемой поверхности используется формула:

R = r²/(2h)+h/2

Контроль радиусов кривизны производится на операции шлифования.

4) Контроль радиусов кривизны пробным стеклом.

Контроль радиусов кривизны поверхностей изделий производится с помощью интерференционной картины, которая наблюдается при наложении пробного стекла на проверяемое изделие. Проверка осуществляется следующим образом. Рабочие поверхности проверяемого изделия и пробного стекла тщательно промываются от загрязнений и очищаются от пыли. После этого пробное стекло накладывают на изделие и в рассеянном отраженном свете наблюдают интерференционную картину, возникшую в промежутке между контактирующими поверхностями.

Для получения правильных результатов необходимо, чтобы диаметр пробного стекла был не менее диаметра проверяемой детали, а центр полученной кольцевой интерференционной картины совпадал с вершиной проверяемой поверхности. Обычно операцию контроля радиуса кривизны поверхности совмещают с проверкой правильности ее формы.

Список используемой литературы

1. Справочник технолога-оптика. Под ред. М.А. Окатова. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Политехника, 2004.

2. Технология оптических деталей. Зубаков В.Г. и др. Учебник для студентов оптических специальностей вузов./ Под ред. М.Н. Семибратова. 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1985.

3. Разработка технологического процесса изготовления линзы: учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта М.Н. Семчуков; М.: МГУПИ, 2008, 21 стр.

4. Технология типовых оптических деталей: - Лабораторный практикум по дисциплине «Основы формообразования оптических поверхностей» 1 и 2ч. Семчуков М.Н.; М.: МГУПИ, 2009.