Стенд для контроля параллельности и перпендикулярности оптических осей оптических устройств

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована при конструировании оптико-механических устройств для юстировки и передачи горизонтальных направлений параллельных и перпендикулярных заданному.
Известно устройство для юстировки перпендикулярности оси визира угломерного прибора по отношению к его горизонтальной оси поворота 1.
Недостатком этого устройства является необходимость иметь точн)пю горизонтальную ось вращения визира.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство для юстировки параллельности оптических осей трубок бинокля оси шарнира, состоящее из двух коллиматоров, один из которых закреплен неподвижно, а второй может вращаться на шарнире, оставаясь все время параллельным первому коллиматору 2.
зрительных труб, тогда как требуется обеспечить контроль параллельности нескольких коллиматоров (зрительных труб), направленных в противоположные стороны и перпендикулярности других коллиматоров (зрительных труб) первым.
Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение точности контроля параллельности оптических осей нескольких коллиматоров (зрительных труб) относительно оптической оси коллиматора, принятого за базу и перпендикулярность оптических осей нескольких коллиматоров (зрительных труб) относительно оси базового коллиматора.
Для решения поставленной задачи предлагается стенд, который, как и прототип, содержит два коллиматора, оптические оси которых параллельны между собой.
В отличие от прототипа в предлагаемом стенде установлены четыре стеклянные пластины так, что их поверхности перпендикулярны друг другу, два коллиматора выполнены в виде автоколлиматоров, кроме того, стенд снабжен дополнительными автоколлиматорами по числу юстируемых каналов, при этом автоколлиматоры установлены так, чтобы их оптические оси были перпендикулярны поверхностям стеклянных пластин, а также стенд дополнен двумя автоколлимационными приборами, установленными перед стеклянными пластинами и пентагональным отражателем, установленным между стеклянными пластинами с возможностью поворачиваться в четыре положения.
Выполнение поверхностей четырёх стеклянных пластин плоскими с высокой степенью точности и снабжение стенда двумя автоколлимационными приборами, установленными перед стеклянными пластинами, позволяет выставить поверхности пластин попарно параллельно друг друга по интерференционной картине с погрешностью менее 1 угл.сек.
Для выставления двух пар стеклянных пластин перпендикулярно друг другу стенд снабжен поворотным пентагональным отражателем, установленным между стеклянными пластинами, который позволяет получать интерференционную картину от пластин, расположенных перпендикулярно друг другу. Для этого пентагональный отражатель может поворачиваться на 90.
Кроме того, стенд содержит специальные автоколлиматоры, у которых задающие и принимающие оптические оси совмещены. Количество автоколлиматоров должно быть равно количеству юстируемых коллиматоров, хотя возможно обойтись и меньшим количеством автоколлиматоров, если переставлять их в разные положения напротив юстируемых коллиматоров.
Автоколлиматоры имеют юстировочные устройства и на стенде устанавливаются так, чтобы их оптические оси были перпендикулярны поверхностям стеклянных пластин. Так как поверхности стеклянных пластин взаимно перпендикулярны оптические оси автокллиматоров также будут взаимно параллельны или перпендикулярны между собой.
/// 5// После этого оптические оси юстируемых коллиматоров выставляются параллельно оптическим осям автоколлиматоров.
В результате оптические оси юстируемых коллиматоров (зрительных труб), ориентированных в одном направлении, будут параллельны между собой, а ориентированные в другом направлении, будут перпендикулярны первым.
Благодаря высокой чувствительности интерферометрического метода, стеклянные пластины могут быть установлены параллельно и перпендикулярно друг другу с погрешностью менее 1 угл. сек.
Таким образом, совокупность указанных выше признаков позволяет решить поставленную задачу.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 - представлена схема стенда без контролируемого прибора, на фиг. 2 - схема стенда с контролируемым прибором, на фиг. 3, 4, 5 и 6 показаны четыре положения поворотного отражателя, на фиг. 7 и 8 - схемы юстировки перпендикулярности стеклянных пластин 3 и 4 к стеклянной пластине 1.
Стеклянные пластины 1, 2, 3 и 4, имеющие небольшой клин между поверхностями, одна из которых (рабочая) выполнена плоской с очень высокой точностью, установлены так, что их рабочие точные поверхности обрап ены друг к другу.
параллельны друг другу. Для этой цели используется автоколлимационный прибор интерферометра ИКД-110 5, который позволяет наблюдать интерференционную картину, образованную лучами, отраженными от поверхностей пластин 1 и 2.
Стеклянные пластины 3 и 4 также установлены так, что их точные поверхности параллельны друг другу и перпендикулярны поверхности стеклянной пластины 1.
Для установки поверхностей стеклянных пластин 3 и 4 перпендикулярно поверхности стеклянной пластины 1 используется поворотный пентагональный отражатель 6.
Для устранения ошибки изготовления пентагонального отражателя (угол отклонения луча не равен точно 90) используется второй автоколлимационный прибор интерферометра ИКД-110 7.
Перед стеклянными пластинами установлены автоколлиматоры 8, 9, 10, 11, 12 и 13.
, Контролируемый прибор 14 установлен между стеклянными пластинами (фиг. 2).
Автоколлиматоры 8, 9, 10, 11, 12 и 13 установлены перед стеклянными пластинами так, чтобы их оптические оси совпали с оптическими осями юстируемых коллиматоров (зрительных труб) 15, 16, 17, 18, 19 и 20.
в I положении (фиг.З) наблюдается интерференционная картина, образованная лучами , отраженными от поверхности стеклянных пластин 1 и 2.
Во II положении (фиг.4) - от поверхностен стекл  пластин 4 и 1. В III положении (фиг.З) - от поверхностей стеклянных пластин 1 и 3. В IV положении (фиг.6) - от поверхностей стеклянных пластин 3 и 4.
Работа стенда осуществляется следующим образом.
Стеклянные пластины 1 и 2 юстирхчотся так, чтобы интерференционная картина, образованная лучами, отраженными от поверхностей этих пластин, имела не более одной полосы. Одна полоса на интерференционной картине соответствует разности ч)да Х/2, где k - длина волны излучения.
Отсюда угол между стеклянными пластннами завен
./D,
где D - диаметр интерференционной картины в мм.
При А,  0,632 мкм В 100мм а  :6 угл.сек.
Таким образом, непараллельность поверх остей стеклянных пластин не превышает 0,6 угл.сек.
Положение I пентагонального отражпгеля Г используется при взаимной юстировке стеклянных пластин 1 и 2.
Для установки стеклянной пластины 4 в положение, когда ее
поверхность перпендикулярна поверхности стеклянной пластины 1 пентагональный отражатель 6 устанавливается в положение II (фиг. 4).
При юстировке положения стеклянной пластины 4 по интерференционной картине пластина 4 будет установлена с отклонением от перпендикулярности к стеклянной пластине 1 на величину ошибки угла отклонения луча пентагональным отражателем 6 (отклонение от 90).
Для установки стеклянной пластины 3 в положение, когда ее поверхность перпендикулярна поверхности стеклянной пластины 1 пентагональный отражатель 6 устанавливается в положение III (фиг.5).
При этом стеклянная пластина 3 будет установлена с отклонением от перпендикулярности к стеклянной пластине 1 также на величину ошибки изготовления угла отклонения луча пентагональным отражателем 6 (отклонение от 90, фиг. 7).
Для устранения влияния ошибки изготовления пентагонального отражателя 6, последний поворачивается в положение IV (фиг.6) и поверхности стеклянных пластин 3 и 4 с помощью автоколлимационного прибора 7 устанавливаются параллельно друг другу.
Как видно из фиг.8, если углы ai и а2 установить равными, поверхности стеклянных пластин 3 и 4 будут параллельны между собой и перпендикулярны поверхности стеклянной пластины 1.
1
Углы ai и a2 будут равны, если при юстировке стеклянных пластин 3 и 4 интерференционные картины, образованные лучами, отраженными от поверхностей стеклянных пластин 3 и 1 и 4 и 1 будут иметь равное число полос.
В результате выполненной юстировки поверхности стеклянных пластин 1 и 2 будут параллельны друг другу, а поверхности стеклянных пластин 3 и 4 перпендикулярны поверхности стеклянной пластины 1.
После юстировки стеклянных пластин юстируется положение всех автоколлиматоров так, чтобы их оптические оси были перпендикулярны поверхностям соответствующих стеклянных пластин, т.е. автоколлимационное изображение марки автоколлиматора совмещается с самой маркой.
Тогда оптические оси автоколлиматоров будут параллельны или перпендикулярны между собой.
После выполненной юстировки стенда с помощью автоколлиматоров (зрительных труб) определяется непараллельность и неперпендикулярность коллиматоров контролируемого прибора.
источники ИНФОРМАЦИИ
1.Г.В.Погарев, Юстировка оптических приборов, «Машиностроение, Ленинград, 1968, ее. 242-244.
2.А.А.Ефремов, В.П.Законников, А.В.Подобрянский, Сборка оптических приборов, Москва, Высшая школа, 1978, ее. 231-232, рис. 181 прототип.