Денис Александрович Новиков, канд. техн. наук, начальник лаборатории
119361, Москва, ул. Озёрная, д. 46
Denis A. Novikov, Cand. Sc. (Engineering), Head of Laboratory
119361, Moscow, Ozernaya st., 46
Дмитрий Александрович Карабанов, канд. техн. наук, заместитель начальника отдела
119361, Москва, ул. Озёрная, д. 46
Dmitry A. Karabanov, Cand. Sc. (Engineering), Deputy Head of Department
119361, Moscow, Ozernaya st., 46
Владимир Иванович Вензель, ведущий научный сотрудник
188540, Ленинградская обл., г. Сосновый Бор, ул. Ленинградская, д. 29, лит. Т
Vladimir I. Venzel, Leading Researcher, Research Institute of Optical and Electronic Instrumentation
188540, Leningrad region, Sosnovy Bor, Leningradskaya st., 29, building T
Евгений Ильич Дмитриев, канд. техн. наук, главный метролог-начальник отдела
188540, Ленинградская обл., г. Сосновый Бор, ул. Ленинградская, д. 29, лит. Т
Evgeny I. Dmitriev, Cand. Sc. (Engineering), Chief Metrologist – Head of Department
188540, Leningrad region, Sosnovy Bor, Leningradskaya st., 29, building T
Андрей Александрович Семёнов, канд. техн. наук, начальник лаборатории
188540, Ленинградская обл., г. Сосновый Бор, ул. Ленинградская, д. 29, лит. Т
Andrey A. Semenov, Cand. Sc. (Engineering), Head of Laboratory
188540, Leningrad region, Sosnovy Bor, Leningradskaya st., 29, building T
Рассмотрена актуальная для оптической промышленности задача уменьшения погрешности измерений интерферометрами параметров отклонения от плоскостности оптических поверхностей. Показано, что для уменьшения погрешности данных измерений необходимо исключить составляющую, вызванную отклонениями формы референтных поверхностей оптических элементов интерферометров Физо или Тваймана-Грина. Кратко описаны две основные группы методов уменьшения погрешности измерений отклонений от плоскостности: методы с использованием жидкостного эталона и методы трёх поверхностей. Разработан метод математической компенсации отклонения от плоскостности референтных оптических элементов (насадок) в интерференционных установках типа Физо. Данный метод основан на методе трёх плоскостей с разложением волнового фронта по полиномам Цернике до пятого порядка и позволяет определять топографию референтных поверхностей насадок. Для реализации метода трёх плоскостей выведены математические выражения, по которым определены основные параметры отклонения формы референтных поверхностей. Представлены результаты практической реализации метода трёх плоскостей с применением меры отклонения от плоскостности диаметром 300 мм. Экспериментальные исследования проведены в Научно-исследовательском институте оптико-электронного приборостроения. Оценены составляющие инструментальной погрешности измерений. Выявлено, что наибольший вклад в погрешность измерений вносят случайная погрешность измерений и составляющая, вызванная деформацией используемых плоских пластин при их вращении. Применение предложенного метода математической компенсации позволило уменьшить погрешность измерений параметров отклонения от плоскостности оптических поверхностей более чем на 30 %. Данный метод можно рекомендовать для контроля качества отклонения формы оптических крупногабаритных деталей на оптико-механических предприятиях.
This article examines the problem of reducing interferometer measurement errors for optical surface flatness deviations (measurement errors), a topical issue in the optical industry. It is shown that in order to reduce the error of measurement data, it is necessary to eliminate the component caused by deviations in the shape of the reference surfaces of the optical elements of Fizeau or Twyman-Green interferometers. Two main groups of methods for reducing the measurement error of deviations from flatness are briefly described: methods using a liquid standard and three-plane methods. A method has been developed for mathematical compensation of deviations from flatness of reference optical elements (attachments) in Fizeau-type interference installations. This method is based on the three-plane method with wavefront expansion in Zernike polynomials up to the fifth order and allows you to determine the topography of the reference surfaces of the nozzles. To implement the three- plane method, mathematical expressions are derived, by which the main parameters of the deviation of the shape of the reference surfaces are determined. The results of the practical implementation of the three-plane method using a measure of deviation from flatness with a diameter of 300 mm are presented. Experimental studies were carried out at the Research Institute of Optical and Electronic Instrumentation. The components of the instrumental measurement error are estimated. It was revealed that the greatest contribution to the measurement error is made by the random measurement error and the component caused by the deformation of the fl at plates used during their rotation. Application of the proposed mathematical compensation method made it possible to reduce the measurement error of parameters of deviation from flatness of optical surfaces at the enterprise by more than 30 %, its implementation and use can be useful at optical-mechanical enterprises for quality control of deviation of the shape of large-sized optical parts.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.