Определение качества обработки поверхности с помощью микроинтерферометра, страница 5

          Явление интерференции нашло практическое применение для определения длин волн световых лучей, для уменьшения отражения света на границах раздела линз в различных оптических системах («просветление оптики», в различных типах интерферометров).

          Подробнее рассмотрим интерферометр, применяемый для контроля за чистотой обработки металлических поверхностей с высоким классом точности.

2.  ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Принцип действия и схема микроинтерферометра МИИ-4 впервые были разработаны и применены для исследования качества тонкообработанных поверхностей академиком Линником В.П. Микроинтерферометр применяется в лабораториях научно-исследовательских и учебных институтов и промышленных предприятий, занимающихся вопросами чистоты обработки поверхностей.

В микроинтерферометре МИИ-4 для получения системы двух когерентных волн используется наклонная плоскопараллельная пластинка, имеющая прозрачное светоделительное покрытие. Пластинка посеребрена так, что половину падающего на нее света она отражает, половину пропускает, вследствие чего образуются две системы волн, способных интерферировать. Упрощенная оптическая схема микроинтерферометра изображена на рис. 4.

Свет от источника  падает на полупрозрачную пластинку Р, которая и разделяет падающий пучок «1» на два. Один из них, «2»,  отраженный от пластинки, попадает на исследуемую поверхность «П», второй пучок лучей «3» через компенсатор «К» попадает на эталонное зеркало . Пучок света «2», отразившись от поверхности «П», а пучок света «3», отразившись от зеркала  вновь соединяются на пластинке «Р» и интерферирует. Изображение интерференционной картины объективом «О» и направляющим зеркалом переносится в фокальную плоскость окуляра «Ок». На рисунке показан ход только центральных лучей от источника.

Оптическая схема интерферометра Линника

Рис.4.

Компенсатор К – стеклянная пластинка – такой же толщины как Р, устанавливается параллельно Р с той целью, чтобы устранить возникающую дополнительную разность хода на пути вертикального луча «2», т.к. этот луч проходит пластинку Р трижды, а луч «3» один раз. Для расчета интерференционных картин необходимо знать разность хода лучей. В данной схеме разность хода обусловлена различием плеч от «Р» до «П» и от «Р» до , а также зависит от обработки поверхности «П» и от углов, которые образуют падающие лучи с «П» и .

          Если исследуемая поверхность обработана с высокой степенью точности, то интерференционная картина в поле зрения микроскопа будет состоять из системы чередующихся темных и светлых полос (рис. 5а – в монохроматическом свете), в белом свете – полосы окрашены. В точках поля наблюдения, где разность хода равна , и т.д., получаются светлые полосы (максимума), а в точках, где разность хода равна , и т.д. – темные полосы (минимумы). Если на испытуемой поверхности есть выступы или неровности, то в этих местах изменится длина пути «2» луча, и интерференционные максимумы соответственно сдвигаются, как показано на рис. 5б. Если неровности на испытуемой поверхности имеют глубину , то добавочная разность хода луча «2» равна . В результате интерференционная полоса искривится и достигнет положения, соответствующего минимуму следующего порядка.