автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Повышение эффективности контроля качества компонентов астрономических и космических оптических систем

На правах рукописи

Шаров Александр Александрович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОМПОНЕНТОВ АСТРОНОМИЧЕСКИХ И КОСМИЧЕСКИХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Специальность 05.11.13 - «Приборы и методы контроля природной среды,

веществ, материалов и изделий»

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 О МАЯ20Ю

МОСКВА 2010

004602547

Работа выполнена в Московском государственном университете приборостроения и информатики (МГУПИ)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Слепцов Владимир Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Бажанов Юрий Вадимович

кандидат технических наук, доцент Родюков Михаил Сергеевич

Ведущая организация:

ФНПЦ ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева»

Защита состоится 22 июня 2010 года в 12 часов на заседании Диссертационного Совета Д.212.119.01 в Московском государственном университете приборостроения и информатики (МГУПИ) по адресу: 107996, Москва, ул. Стромынка, д. 20.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке МГУПИ.

Автореферат разослан 28 апреля 2010 г.

Учёный секретарь Диссертационного Совета, д.т.н., профессор

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность

Высококачественные оптические системы формирования изображения бесконечно удалённых объектов, используемые как для наблюдения и фотографирования астрономических объектов с Земли, так и земной поверхности из космоса претерпели в течение предыдущего десятилетия значительное эволюционное развитие. Оно характеризуется появлением оптических систем нового поколения, для которых не только повышаются требования к точности контроля традиционных параметров, но и вводятся новые характеристики, которые требуют разработки соответствующих средств и методов контроля.

В частности, переход в современных системах космической съёмки от регистрации на плёнку к цифровой регистрации изображения потребовал оценки качества основных элементов аппаратуры по единому критерию. Таким критерием является функция передачи модуляции (ФПМ).

Для съёмочной аппаратуры микроспутников ограничены возможности стабилизации рабочей температуры системы. Актуальным становится создание термонерасстраиваемых объективов. Решение задачи их автономного контроля предполагает оценку ФПМ объектива в широком диапазоне температур.

Появление новых оптических стёкол, таких как фторфосфатные кроны обеспечило возможность создания крупногабаритных линзовых систем с апо-хроматической коррекцией и уровнем качества изображения близким к дифракционному пределу. Такой уровень может быть обеспечен, прежде всего, за счёт применения в производстве методов тонкой коррекции деформаций волнового фронта системы, метрологической основой которых служит интерферо-метрический контроль.

Прогресс высокоточных систем управления открыл дорогу созданию сегментированных управляемых астрозеркал, позволяющих существенно увеличить диаметр телескопа. Крупнейшие в мире оптические телескопы (диаметр 10 м) построены по этой технологии; стартовали проекты по созданию телескопов с составными зеркалами диаметром 30...40м. Для таких зеркал требуется оптический материал с малым значением температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) и высокой его однородностью в пределах заготовки. Контроль однородности ТКЛР является новой задачей, требующей высокой точности результатов и, как следствие, нестандартных подходов к решению.

1.2 Цель и задачи исследования

Цель данной работы - повышение эффективности контроля высокоразрешающих оптических систем нового поколения и их компонентов за счёт повышения точности, информативности и производительности измерений.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать методы определения характеристик качества изображения оптических систем, адаптированные к производственным условиям;

- исследовать возможности повышения точности интерферометрических систем, используемых в оптическом производственном контроле, за счёт применения гетеродинного метода интерференционных измерений;

- повысить эффективность процесса тонкой коррекции качества изображения крупногабаритных оптических систем по данным интерферометрического контроля;

- предложить технические решения, позволяющие обеспечить стабильно высокие качественные характеристики объективов;

- усовершенствовать аппаратуру для измерения ТКЛР термостабильных оптических материалов и разработать методы контроля однородности распределения ТКЛР в заготовках крупногабаритных астрономических зеркал;

1.3 Методы исследования

Теоретические исследования выполнены на основе аналитических моделей, базирующихся на законах геометрической и волновой оптики, аппарате Фурье-анализа, теории вероятностей и математической статистике.

Результаты теоретических исследований подтверждены и дополнены результатами экспериментальных исследований, проведённых на макетах и опытных образцах оборудования в производственных условиях.

1.4 Научная новизна работы

1. Выполнено теоретическое и экспериментальное обоснование эффективности применения предложенного способа контроля неоднородности ТКЛР в заготовках крупногабаритных оптических зеркал (пат. РФ №2254567). Обеспечена возможность увеличения точности измерений в 2,5...3 раза при контроле данного параметра.

2. Установлена зависимость между требованиями к однородности материала по ТКЛР, погрешностью измерений и разбросом их результатов.

3. Предложены способы контроля и схемотехнические решения аппаратуры для определения характеристик оптических систем и элементов (пат. РФ №2078307) на основе применения гетеродинного метода интерференционных измерений, обеспечивающие возможность одновременного определения волновых аберраций системы и ряда других параметров, таких как оптическая сила, клиновидность и т.п.

4. На основе анализа свойств первичных аберраций оптических систем предложен метод оценки качества изображения объективов по радиусу зрачка р0, для которого выполняется дифракционный критерий. Применение экспериментально установленного критерия годности системы по р0 обеспечивает оперативность промежуточного технологического контроля при пороге чувствительности к изменению значений ФПМ системы от 5% до 10%.

1.5 Практическая ценность работы

1. Решены задачи по повышению точности контроля ТКЛР при производстве заготовок крупногабаритных зеркал современных и перспективных больших и сверхбольших астрономических телескопов из материалов с близким к нулю значением ТКЛР и с повышенными требованиями к однородности распределения значений ТКЛР в объёме заготовки (в пределах ±1,5-10"'1/°С).

2. Решен комплекс задач по повышению точности, информативности и производительности контроля и прогнозирования выходных характеристик оптических систем и тонкой коррекции качества их изображения в процессе производства позволяющий изготавливать крупногабаритные астрономические объективы со среднеквадратическим отклонением волнового фронта менее 18 нм.

1.6 Реализация и внедрение результатов работы

Результаты диссертационной работы используются и внедрены на ОАО «Лыткаринский завод оптического стекла» при производстве широкого класса оптических систем, в том числе, крупногабаритных линзовых объективов для космической и аэро-съёмки, астрономических объективов-апохроматов, других систем. Разработки в области контроля параметров температурного расширения материалов использованы при контроле заготовок ситалла для сегментов главного зеркала телескопа SALT (Southern African Large Telescope), входящего в тройку крупнейших 10-метровых оптических телескопов, а также для ряда других систем крупногабаритных телескопов.

1.7 Личный вклад автора

Предложения автора положены в основу методов, схемных и конструктивных решений, защищённых патентами РФ на изобретения. Автор принимал непосредственное участие в разработке и изготовлении измерительной аппаратуры и контролируемых оптических систем, разработке алгоритмов программного обеспечения измерительной аппаратуры, проводил измерения и выполнял их обработку, участвовал в метрологической аттестации разработанных средств контроля.

1.8 Апробация работы

Основные положения работы доложены и обсуждены на III, V и VIII Международных конференциях «Прикладная оптика», Международной конференции SPIE «Astronomical Telescopes and Instrumentation», III, V и VI научно-технических конференциях «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли», 7-й Международной научно-практической конференции «Пилотируемые полёты в космос», Международной научно-

технической конференции «Оптические и оптико-электронные системы в народном хозяйстве».

1.9 Публикации

По теме работы имеется 23 публикации, из них 4 патента РФ на изобретения и 4 - в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

1.10 Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, четырёх глав с выводами, заключения, списка литературы и приложений. Она изложена на 172 страницах машинописного текста, содержит 57 рисунков, 14 таблиц, список литературы из 136 наименований и приложение.

1.11 Основные положения и результаты, выносимые на защиту

- способ контроля однородности ТКЛР заготовок оптических материалов;

- теоретическое обоснование требований к точности измерения при контроле крупногабаритной оптической заготовки по однородности ТКЛР;

- интерферометрический способ определения характеристик оптических элементов;

- методика оценки и коррекции астигматизма оптических систем в сборе;

- метод оперативной оценки качества изображения оптических систем.

2 ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика решаемых проблем, обоснованность и актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены методы исследования.

В первой главе произведён анализ современных тенденций развития оптических систем (ОС) высокого разрешения для астрономических наблюдений и дистанционного зондирования Земли из космоса. Рассмотрены преимущества и особенности систем, основанных на использовании новых оптических материалов, таких как фторфосфатные кроны и стеклокристаллические материалы (ситаллы). Объясняется необходимость совершенствования существующих и разработки новых средств и методов контроля, учитывающих специфику контролируемых систем, и позволяющих повысить эффективность измерений.

Проанализированы некоторые типы ОС и выделен ряд ключевых параметров систем и их элементов, требующих повышенной точности, производительности и информативности контроля.

Среди апохроматических линзовых ОС можно выделить два типа, назначение которых определяет наиболее высокие требования к качеству изображения.

Первый тип - это длиннофокусные средне- и крупногабаритные объективы-апохроматы, предназначенные для любительских и профессиональных астрономических наблюдений [1,2]. Их основные особенности:

- требование к исправлению хроматических аберраций для видимой области спектра в пределах четверти длины волны (по размаху волновой аберрации);

- высокие требования к исправлению монохроматических аберраций в точке на оси для основной длины волны и гарантированное его сохранение в изготовленной системе (требование к среднеквадратическому отклонению волнового фронта 1/30 длины волны и менее).

Второй тип - системы, предназначенные для дистанционной цифровой фотосъёмки, в частности, для решения задач исследования Земли из космоса [3,4,5]. Их особенности:

- предельно высокий уровень значений функции передачи модуляции (ФПМ) по всему полю изображения, которое в зависимости от назначения системы может достигать нескольких десятков градусов;

- единство положения плоскости наилучшей установки для различных спектральных интервалов при условии сохранения одинаково высокого качества изображения в каждом из них;

- для ряда назначений [3,5] - термонерасстраиваемость (т.е. сохранение положения плоскости наилучшей установки и качества изображения при изменении температуры).

Проанализированы тенденции развития больших астрономических телескопов с сегментированным главным зеркалом. Приведены требования к характеристикам температурного расширения материалов зеркал больших астрономических телескопов.

Неоднородность ТКЛР в пределах сегмента главного зеркала приводит к деформации оптической поверхности, если зеркало работает при температуре, отличной от той, при которой была выполнена проверка окончательного оптического формообразования. Изменение ТКЛР по толщине сегмента - фактор, определяющий требование по однородности ТКЛР.

Проанализированы известные методы контроля рассмотренных оптических компонентов, обоснована необходимость совершенствования существующих и разработки новых методов и средств контроля, определены направления исследований.

Во второй главе приводятся результаты усовершенствования аппаратуры и методов контроля и прогнозирования выходных характеристик ОС, прежде всего функции передачи модуляции (ФПМ), которая используется для оценки качества изображения широкого класса ОС.

В настоящее время при контроле объективов по ФПМ широко используются системы, построенные на определении ФПМ как Фурье-преобразования функции рассеяния линии объектива. Изображение линии в таких системах сканируется при помощи модуля на базе ПЗС-видеокамеры с оптикой переноса. Такое построение аппаратуры позволяет создать измерительную систему из широкодоступных элементов, что расширяет возможности её применения в

производственном контроле. Для оптимизации параметров системы необходим теоретический и экспериментальный анализ источников погрешности.

В рамках такого анализа предложена методика оценки характеристик программно-аппаратного комплекса, использующая синтезированные изображения линии с различным характером функции распределения энергии и пространственного спектра, включающие фактические характеристик темнового сигнала конкретного модуля ПЗС-регистрации. Результат обработки таких изображений измерительной системой сравнивается с точно известным пространственным спектром используемых функций.

Проведённое моделирование позволило разработать программный алгоритм, обеспечивающий минимизацию погрешностей для простой системы измерения ФПМ с узлом регистрации изображения на основе типовой видеокамеры наблюдения с матрицей размером 768x576 элементов и 8-битной платы видеозахвата [6]. Разработанное программное обеспечение даёт возможность:

- производить визуализацию видеоизображения на экране монитора персонального компьютера с целью настройки системы и контроля её работы;

- вычислять основные количественные характеристики качества изображения контролируемой системы - пограничную кривую, функцию рассеяния линии, функцию передачи модуляции;

- вносить поправку на конечную ширину щели и учитывать фон и уровень шума приёмника изображения;

- усреднять результаты анализа функции рассеяния по строкам видеокамеры;

- учитывать нелинейность фотометрической характеристики и неодинаковость чувствительности элементов приёмника;

- осуществлять запись цифровой информации об изображении на жестком диске для хранения с целью повторной или дополнительной обработки.

Экспериментально точность системы оценивалась проведением измерений ФПМ эталонной линзы по методике, рекомендованной в ОСТ 3-2635-82. Дополнительно было проведено сопоставление данных контроля, получаемых с помощью описанной измерительной системы и установки Ос1е1а-У. Полученное расхождение результатов не превышает 0,02 единиц контраста.

Для проверки параметров качества изображения объективов в широком

интервале температур установка контроля ФПМ оснащена термокамерой [3]. Блок схема установки показана на рис.1. Контролируемый объектив 2 размещён между колли-маторным блоком 1 и блоком приёма и анализа изображения 6, подключённым к компьютеру 7 в термокамере 3, обеспечивающей необходимую температуру объектива в процессе измерений. Входное окно 4 термокамеры расположено в па-

4 3 5

Рис. 1 Блок-схема установки контроля ФПМ объективов в диапазоне температур

раллельном пучке и не влияет на ход лучей в объективе. В качестве выходного окна камеры, расположенного в сходящемся пучке лучей, использован имитатор защитного стекла, которое является частью контролируемой оптической системы.

Установка обеспечивает контроль ФПМ при заданном значении температуры, как в центральной, так и в краевых точках поля изображения объектива.

Исследования ФПМ объектива съёмочной аппаратуры микроспутника в интервале температур от -20°С до +40 °С, позволили выявить ошибки в термооптическом расчёте системы и оптимизировать конструкцию объектива.

Несмотря на высокий уровень автоматизации современной аппаратуры контроля ФПМ, её эксплуатация требует специальной подготовки и высокой квалификации измерителя. Поэтому для промежуточного технологического контроля ОС в серийном производстве предложен простой метод количественной оценки первичных аберраций оптических систем по виду изображения дифракционной точки или по разрешению штрихов миры [7,8].

Рассматривая изображение дифракционной точки, формируемое исследуемой оптической системой, легко распознать те или иные присущие ей аберрации. Величину же аберрации предложено оценивать, диафрагмируя зрачок объектива до радиуса р0, при котором изображение точки не будет отличаться от идеального, после чего вычислить значение коэффициента аберрации | для полного зрачка (при р = 1):

К,|=Кд|/Ро"- (1)

Здесь - максимально допустимая величина аберрации в волновой мере, определяемая из условия Марешаля; п + т - чётное число, указывающее на порядок аберрации.

Зная аберрации, можно спрогнозировать ФПМ. Приближённо относительную погрешность оценки контраста ДТ/Т можно определить по формуле:

ДГ/Г « (о,4и/р^")-(Др0/р0), (2)

где Др0 - погрешность определения р0.

Минимальная относительная погрешность, вычисленная по формуле (2) составляет для области средних пространственных частот от 5% до 10% в зависимости от вида аберрации, присущей объективу. Для области низких пространственных частот чувствительность контроля может быть выше.

Описанный метод был использован в серийном производстве при технологическом контроле качества сборки светосильного объектива [8]. Выработанный экспериментально для данной системы критерий годности по рй показал лучшее соответствие данным измерения ФПМ, чем визуальная разрешающая способность; его применение позволило отказаться от промежуточного контроля ФПМ на этапе сборки и юстировки объектива. При этом полученная экспериментально погрешность прогноза ФПМ на рабочей частоте 30 лин/мм для данных объективов составила 0,13 единиц контраста (для вероятности Р=0,95).

А-А

Ещё одной важной выходной характеристикой ОС является коэффициент пропускания, который для линзовых систем в значительной мере определяется качеством просветляющего покрытия оптических поверхностей.

Фотометрические устройства, применяемые для определения коэффициента отражения просветляющих покрытий оптических деталей, не дают возможности получения измерительной информации по всей контролируемой поверхности, что особенно важно для деталей больших габаритов.

Для решения задачи контроля коэффициента отражения в различных точках крупногабаритной оптической поверхности разработан рефлектометр [9], схема которого показана на рис.2. Основным элементом оптической схемы рефлектометра является сдвоенный гибкий волоконно-оптический коллектор с регулярной укладкой оптических волокон, при которой волокна двух ветвей равномерно перемешаны на 2 общем торце.

Принцип действия рефлектометра состоит в следующем. Пучок лучей от источника света 1, работающего от стабилизированного блока питания 2, освещает через конденсор 3 входной торец передающей ветви 4 волоконно-оптического коллектора, которая передает свет на диафрагму 5, равномерно освещая ее. За диафрагмой расположен объектив 6, который строит изображение диафрагмы на элементарном участке поверхности исследуемой оптической поверхности 7. Фокусировку объектива осуществляет устройство 8, перемещающее переднюю часть рефлектометра 9 относительно поверхности 7. Отраженные от поверхности 7 лучи в обратном ходе через объектив 6 формируют автоколлимационное изображение диафрагмы 5 в масштабе 1:1 на самой диафрагме. Свет, отраженный поверхностью 7 поступает на входной торец приемной ветви 10 волоконно-оптического коллектора. При этом общий торец коллектора расположен от диафрагмы 5 на расстоянии

Аг = с112\.шо',

где й - диаметр отдельного волокна, 2<т' - угол сходимости лучей за объективом после отражения от исследуемой оптической поверхности. Уровень энер-

Рис.2 Схема рефлектометра для контроля коэффициента отражения покрытий крупногабаритных оптических деталей

гии отражённого излучения определяется по сигналу фотоприёмника 13, регистрируемому измерительным устройством 14.

Созданный экспериментальный образец рефлектометра предназначен для производственного контроля интегрального коэффициента отражения просветленных оптических поверхностей диаметром до 700 мм [10].

В третьей главе рассматриваются вопросы, связанные с определением основных параметров оптических систем и их элементов на основе оценки волнового фронта системы и использованием этих данных для коррекции качества изображения.

Конструкция объектива должна обеспечивать и сохранять высокие характеристики оптического качества ОС, как в процессе производства и контроля, так и при эксплуатации. Для средне- и крупногабаритных оптических компонентов разработана конструкция оправы и способ крепления, обеспечивающие минимальные деформации оптических деталей компонента при высокой надёжности крепления [11] и позволяющие достичь стабильно высоких характеристик качества изображения объективов (среднеквадратическое отклонение волнового фронта менее 15 нм) [12].

Дана общая характеристика интерферометрического метода измерения волновых аберраций, рассмотрены отдельные вопросы использования данных интерферометрического контроля для достижения заданного качества изображения оптической системы. В частности, предложен системный подход к процедуре коррекции астигматизма оптических систем, вызванного погрешностями изготовления элементов системы. Показана возможность оптимизировать процесс коррекции в случае отсутствия предварительной информации об астигматизме оптических поверхностей системы [13,14].

Рассмотрим ОС, состоящую из двух компонентов. Если а, - модуль, а <р{ -угол вектора астигматизма первого компонента, а а2 и ср2 - второго, то для суммарного астигматизма имеем:

а, ехр(/2^) + аг ехр(/2 срг) = ап ехрО^,.,) (3)

где а^ и <ри - параметры волнового астигматизма ОС в целом.

Если произвести разворот второго компонента вокруг оптической оси системы на некоторый угол уг от его исходного положения, то для нового суммарного астигматизма с параметрами а12 и <рг2 можно записать: й, ехр(/2^() + аг ехр[/2(¡рг + уг)\ = ап ехр(/2¡р,г) или я, ехр(/2р,) + аг ехр(/2<рг) ехр(/2/2) = ап ехр(/2<ри) (4)

Вычитая из (4) (3) получаем:

а2 ехр(/2рг) = я,(1 )/{1 -ехр(/2/г)} (5)

Параметры аг ,.2) и ^ ,_2) в выражении (5) есть параметры астигматизма,

полученные в результате вычитания астигматизма системы в исходном состоянии и астигматизма системы с развёрнутым на угол уг компонентом.

Теперь, когда астигматизм одного из компонентов известен, астигматизм другого можно определить из уравнения (3). При развороте компонента на угол 90° формула (5) упрощается.

Этот приём легко распространить на систему, включающую произвольное число компонентов. Знание параметров астигматизма каждого компонента системы позволят произвести расчётную минимизацию суммарной ошибки.

Данная методика использовалась при доводке ряда крупногабаритных ОС. Различие между прогнозируемым и фактически полученным астигматизмом системы в окончательном состоянии находится на уровне погрешности измерения данного параметра и составляет порядка 0,02 длины волны [14].

Традиционный процесс юстировки не позволяет полностью скомпенсировать местные ошибки волнового фронта системы или сферическую аберрацию высших порядков. В этих случаях эффективным представляется известный способ создания корректора волнового фронта на одной из поверхностей, называемый также методом «ретуши».

Для создания профиля корректора предложено использовать метод автоматизированного формообразования поверхностей, который применим для формирования поверхности любого заданного профиля, в том числе поверхностей с заданной зональной ошибкой высших порядков или с нерегулярными местными ошибками.

На ОАО ЛЗОС с участием автора впервые проведено экспериментальное исследование метода автоматизированного формообразования корректоров волнового фронта в применении к задаче тонкой доводки крупногабаритного объектива, качество изображения которого ограничивалось сферической аберрацией высших порядков технологического происхождения [15]. При этом средняя квадратическая деформация волнового фронта объектива, исходно составлявшая в точке на оси 0,09...0,1АХ была уменьшена до значений 0,04...0,06Х., для точки на оси и 0,08...0,12Х для полевых точек, что демонстрирует эффективность метода.

Любые интерференционные измерения сводятся к определению разности фаз интерферирующих пучков, которая возникла в результате взаимодействия части пучков с исследуемым объектом. Точность интерференционных измерений определяется точностью определения малых изменений разности фаз.

Высокой чувствительностью к изменению оптической разности фаз обладает известный метод гетеродинной интерферометрии, который может быть применён при контроле оптической силы и деформаций волнового фронта оптических элементов типа объективов, одиночных линз, клиньев, плоскопараллельных пластин и т.п. на основе измерения формы проходящего волнового фронта с использованием гетеродинного интерферометра [16].

Идеальная линза преобразует падающий на неё плоский волновой фронт в сферический, уравнение которого в параксиальном приближении можно представить уравнением параболы:

(р{г) = агг +Ьг + с, (6)

где <p{r) - набег фазы преобразованной волны по отношению к плоской волне; г - текущая координата в радиальном сечении линзы; а,Ь,с - постоянные коэффициенты.

Коэффициент а при квадратичном члене полинома (6) пропорционален радиусу преобразованного волнового фронта R' и обратно пропорционален оптической силе линзы Ф. Если фаза <р выражена в циклах фазы, то указанная зависимость имеет вид:

Ф = 1 / /?' = 2а А, (7)

где Л - рабочая длина волны.

В простейшем случае оптическая сила выражается через измеренное распределение фазы (р{г) = аг2 как

г2 '

Таким образом, погрешность измерения оптической силы

2 л П 4 г

а"' = 7r V

(где стр - погрешность измерения фазы, иг - погрешность измерения координаты) определяется в основном величиной погрешности измерения фазы и может быть существенно снижена при ее уменьшении, которое достигается за счёт применения известного гетеродинного метода определения оптической разности фаз.

Схемную реализацию способа иллюстрирует рис.3. Пучок лучей от лазера 1 с исходной оптической частотой со претерпевает двухполосную оптическую частотную модуляцию в модуляторе 2, в результате которой образуются две коллинеарных компоненты, имеющие ортогональные поляризации и оптические частоты со и со + О.. Эти две компоненты после прохождения расширителя 3 разделяются в пространстве поляризационным делителем 4, образуя два плеча интерферометра, в одном из которых установлен исследуемый элемент 5. Чтобы в дальнейшем после прохождения зеркал 6 и светоделителя 7, образующих зеркальный блок совмещения, пучки лучей измерительного и опорного плеч могли образовать интерференционную картину в плоскости приемной диафрагмы 8, их поляризации приводятся к одному направлению при помощи поляризатора 9, а задняя главная плоскость исследуемого элемента сопрягается с плоскостью диафрагмы при помощи системы 10. В результате на выходе приёмника 11 имеем переменный электрический сигнал частоты Q, фаза которого равна разности фаз интерферирующих пучков и может быть измерена известными радиотехническими способами. Перемещая приёмник совместно с диафрагмой в плоскости интерференции, получают информацию о значениях фазы сигнала во множестве точек интерференционной картины, аппроксимируя которую, можно вычислить характеристики исследуемого оптического элемента из коэффициентов аппроксимирующего полинома аналогично (7).

Предложенный способ обладает расширенными функциональными возможностями, позволяя определять оптическую силу, децентрировку, волновой клин оптического элемента, а также волновые аберрации.

Способ нашёл свою практическую реализацию в диоптри-метре, предназначенном для измерения оптической силы линз, помещённых в иммерсионную жидкость. Прибор обеспечивает измерение оптической рефракции линз (приведённой к воздуху) в диапазоне ±20 дптр. с погрешностью менее 0,5%. Причём основным источником этой погрешности является непостоянство температуры кюветы с иммерсионной жидкостью и линзой.

Дальнейшее развитие аппаратуры может осуществляться за счёт применения интерферометрии сдвига, при которой опорный пучок когерентного излучения пропускается сквозь исследуемый оптический элемент параллельно измерительному пучку со сдвигом 5 по одной из координат [16]. При этом шаг интерференционных полос остается постоянным и не зависит от координаты в плоскости зрачка, что позволяет измерять фазу с одинаковой точностью в любой точке интерференционной картины.

Четвёртая глава посвящена разработке и исследованию методов и аппаратуры для контроля температурного коэффициента линейного расширения (TKJTP) термостабильных оптических материалов.

Для заготовок сегментов зеркал современных больших оптических телескопов чрезвычайно важно обеспечить высокий уровень однородности TKJIP в заготовке. Так, например, для материала главного зеркала телескопа SALT требуется, чтобы в рабочем интервале температур 0°С ...+20°С максимальное отклонение TKJIP от среднего значения с вероятностью 95% не превышало ±1,5 10"8 К"1 в пределах заготовки одиночного сегмента [17]. В зависимости от габаритов, особенностей конструкции конкретного телескопа и решаемых им наблюдательных задач это требование может быть ещё более жёстким.

Наиболее часто применяемая для оценки однородности TKJIP процедура заключается в отборе и последующем измерении значений TKJIP нескольких пробных образцов, вырезаемых из различных, заранее оговоренных мест отливки, предназначенной для изготовления аттестуемой заготовки [17].

Рис. 3 Схема гетеродинного интерферометра для контроля оптических элементов

При нормальном распределении результатов измерений ТКЛР и допуске на максимальное отклонение результатов от среднего значения в пределах ±Т„. /2 получена зависимость, устанавливающая ограничение на допустимый интервал разброса результатов измерения [18]:

Тг/2 = Ти, /2- 1,645сг, (8)

где о- - СКО отдельного измерения.

Смысл этого выражения состоит в уменьшении допустимого интервала разброса результатов измерений относительно допустимого интервала действительных значений измеряемой величины на ширину кривой распределения, внутри которой находятся 95% измеренных значений.

Большинство серийно выпускаемых дилатометров - дилатометры с толкателем. Для дилатометрических измерений высокой точности оптимально использование бесконтактных интерференционных дилатометров, для которых погрешность передачи единицы ТКЛР от Государственного первичного эталона - наименьшая.

Интерференционный дилатометр по ОСТ 3-192-78 обеспечивает определение ТКЛР с погрешностью 5 10"8 1/°С, что явно недостаточно для задач контроля материалов заготовок астрономических зеркал.

Теоретический анализ показывает, что точность контроля ТКЛР малорасширяющихся оптических материалов, аналогичных ситаллу, определяется, прежде всего, погрешностью системы измерения линейного удлинения образца. Поэтому в процессе совершенствования дилатометрической аппаратуры основное внимание было уделено модернизации интерферометрической системы, включая автоматизацию процесса регистрации и обработки интерференционной картины [19,20].

Результаты экспериментального исследования модернизированной установки при проведении измерений по абсолютному методу показали, что погрешность измерения ТКЛР (при доверительной вероятности Р = 0,95) в диапазоне (0...20)°С составляет величину порядка 2сг=2 10"8 1/°С. Тем не менее, как следует из формулы (8) достигнутый на модернизированном интерференционном дилатометре уровень погрешности определения ТКЛР методом абсолютных измерений недостаточен для решения задачи контроля неоднородности ТКЛР заготовки зеркала.

С целью повышения точности контроля при решении подобной задачи на имеющихся установках наряду с традиционным абсолютным методом контроля был реализован способ, использующий метод дифференциальных измерений, при котором определяется разность ТКЛР двух образцов [18,21,22].

Для реализации метода изготавливается специальный образец сравнения. Конфигурацию образца сравнения и схему расположения образцов при контроле ТКЛР предложенным способом поясняет рис.4. Образец сравнения 1 устанавливается на плоскую полированную поверхность нижней кварцевой пластины 2. На этой же поверхности устанавливается исследуемый образец 3, размещаемый во внутреннем отверстии образца сравнения. На верхний торец образца устанавливается кварцевый клин 4, нижняя (опорная) поверхность которого

представляет собой одно из зеркал интерферометра Физо. Другим зеркалом интерферометра служит верхняя полированная плоская поверхность образца сравнения. Таким образом, разность хода лучей в интерферометре определяется разностью между высотой исследуемого образца и высотой образца сравнения, которая может быть весьма малой.

Точность измерений дифференциальным методом тем выше, чем ближе ТКЛР исследуемого образца и образца сравнения; поэтому дифференциальный метод может обеспечить преимущество перед методом абсолютных измерений, прежде всего, при контроле однородности ТКЛР заготовок больших размеров. При этом из каждой варки материала изготавливается один образец сравнения, относительно которого исследуются все остальные образцы.

Для интерпретации результатов измерений при одинаковой длине исследуемых образцов удобно ввести условную величину 8{а), зная которую, можно определить основные параметры, характеризующие неоднородность ТКЛР заготовки [18,22]:

Рис.4 Расположение образцов при контроле однородности ТКЛР

¿4АО

д т-Г

Здесь ¿>(Д/) - разность удлинений исследуемого образца и образца сравнения.

В предложенном методе точность измерений определяется погрешностью измерения величины 5{а)~.

На) '

1

(9)

|/2-ДТ2 " АТ1

В формуле (9) коэффициент влияния погрешности измерения температуры незначителен, так как 8{а) близко к нулю; погрешность измерения удлинения образца здесь также меньше, чем при измерениях абсолютным методом, поскольку она зависит от разности хода лучей в интерферометре, которая здесь также мала.

Результаты экспериментального исследования модернизированной установки при проведении измерений по предложенному способу показали, что погрешность измерения ТКЛР (при доверительной вероятности Р = 0,95) в диапазоне (0...20)°С составляет величину порядка 710'9 1/°С.

Для дальнейшего повышения точности измерения температурного удлинения образца разработана измерительная система на базе гетеродинной лазерной интерферометрии [23].

Структурная схема оптической подсистемы лазерного гетеродинного интерферометра показана на рис.5. Оптическая система представляет собой поляризационный интерферометр. В нём линейно поляризованный свет от одночастотного гелий-неонового лазера с оптической частотой со проходит электрооптический частотный модулятор света (ЭОЧМ), основанный на двойном поперечном электрооптическом эффекте Пок-кельса в кристалле ниобата лития, и работающий в четвертьволновом режиме. На вход такого модулятора подается квадратурный электрический сигнал с частотой Q, а на выходе образуются две ортогонально поляризованные составляющие излучения с исходной частотой со и с частотой со + Î2, смещенной на заданную величину Q, принадлежащую радиочастотному диапазону. Далее изотропным параллельным светоделителем эти составляющие разделяются на две ветви (два канала) интерферометра. Свет в обеих ветвях интерферометра проходит через поляризационный параллельный светоделитель, своей плоскостью расщепления перпендикулярный изотропному светоделителю.

Поляризационный светоделитель в каждой из ветвей разделяет составляющие излучения с разными поляризациями и частотами в пространстве, образуя два плеча интерферометра: измерительное и опорное.

Ортогонально поляризованные лучи, вышедшие из поляризационного светоделителя, попадают на верхнее и нижнее зеркала, находящиеся в контакте с торцами исследуемого образца. Приведённый на рис.6 вид сверху на образец с зеркалами вдоль оптической оси демонстрирует взаимное расположение каналов интерферометра. Лучи, обозначенные точками 1 и Г имеют оптические частоты со и со + Q, соответственно, и принадлежат первому каналу. Аналогично точками 2 и 2' обозначены лучи второго канала. Луч на рис.6, попадающий в заштрихованную область, отражается от верхнего, а в незаштрихованную - от нижнего зеркала. На обратном пути лучи, отраженные от зеркал, вновь соединяются в поляризационном светоделителе и, проходя поляризатор, приводящий поляризацию волн к одному направлению, интерферируют.

Рис.5 Оптическая система лазерного гетеродинного интерферометра

Оптические сигналы с обоих каналов поступают на пару фотоприёмных устройств (ФП1 и ФП2), где преобразуются в электрические сигналы частоты О. Фаза этих сигналов несет информацию об измеряемом физическом параметре - удлинении образца. С фотодетекторов сигналы поступают в электронную фазоизмерительную систему.

Механические и акустические воздействия, тепловые деформации элементов интерферометра и градиенты температуры в образце могут привести к дополнительным смещениям интерференционных полос, изменению их ширины и ориентации, вызывающим погрешности измерения. Основную составляющую этих искажений можно интерпретировать как влияние дополнительного неконтролируемого перемещения и углового наклона плоскости одного торца исследуемого образца по отношению к плоскости другого его торца.

Пусть в результате температурного расширения длина образца изменилась на ДI, неконтролируемый набег полос в интерферометре равен ¿>(Ат); а и /3-углы наклона плоскости одного торца относительно плоскости другого в направлениях осей Ох и Оу, соответственно; а - расстояние вдоль оси Ох между пучками измерительного и опорного плеч каждого интерферометра; Ь- расстояние вдоль оси 0у между каналами интерферометра.

При этих условиях показание одного интерферометра равно:

Рис.6 Расположение оптических каналов в интерферометре

а показание другого:

2Д/ аа РЬ _,А . Д/я, = — + — + -- + 3(Ат1), Л Л Л

2Д/ аа РЪ _.. .

Дт, =----+ — + с- + (5(Дт,),

Л Л Л 2

где Л- длина волны излучения лазера.

Так как оба интерферометра используют общий светоделительный элемент и находятся в одинаковых условиях, то неконтролируемые набеги полос в них будут приблизительно равны. Поэтому при вычитании в управляюще-вычислительном комплексе они взаимно компенсируются:

Дт, - Ат1 = -—- + 5(Ат[) - 8(Ат2) и .

Я Я

Таким образом, влияния, которые могут интерпретироваться как угловые наклоны а и Р компенсируются полностью, в значительной мере компенсируются нелинейные факторы, а некомпенсированные аддитивные погрешности 3(Ат1)-5{Ат2) вследствие идентичности обеих ветвей интерферометра составляют незначительную величину. В результате этого погрешность измерения уменьшается в десятки раз, и может быть доведена до единиц нанометров.

Результаты экспериментального исследования образца дилатометрической установки на основе гетеродинного интерферометра при проведении измерений по абсолютному методу показали, что погрешность измерения ТКЛР (при доверительной вероятности Р = 0,95) в диапазоне (0...20)°С составляет величину порядка ПО"8 1/°С [23].

3 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие результаты:

- на основе анализа и учёта погрешностей оптимизированы параметры аппаратуры для исследования характеристик качества изображения оптических систем, что позволило реализовать производственную систему контроля объективов по функции передачи модуляции на широко доступной элементной базе. Разработан метод оценки качества изображения объективов по радиусу зрачка р0, для которого выполняется дифракционный критерий. Применение экспериментально установленного условия годности системы по р0 обеспечивает оперативность промежуточного технологического контроля при пороге чувствительности к изменению значений ФПМ системы от 5% до 10%;

- на основе применения гетеродинного метода интерференционных измерений предложены способы контроля и схемотехнические решения аппаратуры для определения характеристик оптических систем и элементов (пат. РФ №2078307), обеспечивающие возможность одновременного определения волновых аберраций системы и ряда других параметров, таких как оптическая сила, клиновидность и т.п.;

- в рамках решения задачи по повышению эффективности технологического процесса тонкой коррекции качества изображения крупногабаритных оптических систем по данным интерферометрического контроля предложен метод определения и компенсации собственного астигматизма линз объектива в сборе, обеспечивающий разницу между прогнозируемым и фактически полученным астигматизмом системы в окончательном состоянии порядка 0,02 длины волны; выполнено экспериментальное исследование метода тонкой доводки высококачественной оптической системы автоматизированным формообразованием корректора волнового фронта, продемонстрировавшее возможность уменьшения среднеквадратического отклонения некомпенсированных ошибок волнового фронта системы примерно в 2 раза.

- на основе предложенных конструктивных решений (пат. РФ №2257600) обеспечено достижение стабильно высоких характеристик качества изображения объективов (со среднеквадратическим отклонением волнового фронта менее 18 нм);

- установлена зависимость между требованиями к однородности материала по ТКЛР, погрешностью измерений и разбросом их результатов, определяющая требования к точности измерения при контроле крупногабаритной оптической заготовки по однородности ТКЛР; усовершенствована интерферометрическая

аппаратура контроля температурного коэффициента линейного расширения (TKJIP), применяемая при контроле термостабильных оптических материалов, в том числе разработана дилатометрическая установка на основе гетеродинного интерферометра, обеспечивающая погрешность измерения ТКЛР абсолютным методом на уровне 110"8 1 /°С; разработан метод контроля однородности TKJIP в заготовках крупногабаритных астрономических зеркал (пат. РФ №2078307), позволяющий повысить точность измерений в 2,5...3 раза при контроле данного параметра.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Молев В.И., Понин О.В., Шаров A.A. Апохроматические объективы для любительской и профессиональной астрономии: особенности конструкции и технологии сборки // Контенант. 2009. №2. С.11-16.

2. Белоусов С.П., Молев В.И., Понин О.В., Румянцев В.В., Самуйлов A.B., Шаров A.A. Линзовые объективы-апохроматы для любительских телескопов производства ОАО «Лыткаринский завод оптического стекла» // Вселенная и мы (научно-художественный альманах) / Под ред. проф. Кононовича Э.В. 2001. №4. С.87-88.

3. Понин О.В., Шаров A.A., Галявов И.Р. Объективы для съёмочной аппаратуры микроспутника. // Материалы 111 научно-технической конференции «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли». М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, 2006. С.78-80.

4. Шаров A.A., Понин О.В. Оптическая система для цифровой фотосъёмки Земли с борта МКС // Сборник тезисов докладов седьмой международной научно-практической конференции «Пилотируемые полёты в космос». Звёздный городок: 2007. С.79-81.

5. Понин О.В., Архипова Л.Н., Демидова Е.А., Тарабукин В.В., Шаров A.A. Новые апохроматические термонерасстраиваемые объективы для широкозахватной мульти-спектральной оптико-электронной камеры космического аппарата «Ресурс П» // Материалы VI научно-технической конференции «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли». М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, 2009.

6. Шаров A.A., Галявов И.Р., Понин О.В., Кулеш В.П. Измерительная видеосистема для производственного испытания объективов по функции передачи модуляции // В сб. «Оптико-электронные системы визуализации и обработки оптических изображений» / Под ред. д.т.н. Тарасова В.В. и д.т.н. Якушенкова Ю.Г. Выпуск 2. М.: ЦНИИ «Циклон», 2007. С.76-82.

7. Шаров A.A. Метод количественной оценки первичных аберраций реальных оптических систем // Сборник трудов VIII Международной конференции «Прикладная оптика». Том \ Оптическое приборостроение. СПб.: 2008. С. 198200.

8. Шаров A.A. Оперативная оценка первичных аберраций реальных оптических систем в процессе производства // Оптический журнал. Т. 77. №2. 2010. С.79-83.

9. Шаров A.A., Понин О.В., Белоусов С.П. Рефлектометр // Патент РФ на изобретение № 2091762 G01N 21/55. Опубликовано 27.09.1997. Бюл. №27.

10. Шаров A.A. Рефлектометр для многоточечного контроля просветляющих покрытий крупногабаритных оптических деталей // Сборник тезисов III Международной конференции «Прикладная оптика». СПб.: 1998.С.21-22.

11. Шаров A.A. Оправа и способ крепления оптических компонентов в оправе // Патент РФ на изобретение № 2257600 G02B 7/02. Опубликовано 27.07.2005. Бюл. №21.

12. Шаров A.A., Понин О.В., Молев В.И. Производство крупногабаритных объективов-апохроматов на основе особого крона марки ОК4 // Сборник трудов VIII Международной конференции «Прикладная оптика» Том I Оптическое приборостроение. СПб., 2008. С.206-209.

13. Шаров A.A. Определение и коррекция собственного астигматизма линз оптической системы в сборе // Контенант. 2009. №2. С. 17-18.

14. Шаров A.A. Компенсация инструментального астигматизма в многокомпонентных оптических системах информационно-измерительных приборов //Приборы. 2010. №4. С.15-17.

15. Давиденко В.П., Шаров A.A., Белоусов С.П., Кузнецов С.А., Понин О.В. Особенности технологии окончательной доводки крупногабаритных объективов для космической и аэро-съёмки // Материалы V научно-технической конференции «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли» - М.: МНТОРЭС им. A.C. Попова, 2008.

16. Кулеш В.П., Москалик Л.М., Близнюк Ю.А., Шаров A.A. Интерференционный способ определения оптических характеристик оптических элементов и устройство для его осуществления (варианты) // Патент РФ на изобретение № 2078307 G01B 11/24. Опубликовано 27.04.1997. Бюл. №12.

17. O.V.Ponin, A.A.Sharov, I.R.Galyavov, T.A.Kompan, J.Swiegers, A.Swat Demonstrating the suitability of Sitall for the SALT primary mirror // Proc. of SPIE. Vol. 4837. 2003. p.795-804.

18. Компан Т.А., Шаров A.A. Контроль однородности ТКЛР в заготовках крупногабаритных оптических элементов // Измерительная техника. №7. 2009. С.46-49.

19. Галявов И.Р., Понин О.В., Шаров A.A., Компан Т.А. Развитие на ОАО «ЛЗОС» методов и средств дилатометрических измерений для сертификации заготовок материалов с малым ТКЛР // Сборник трудов V Международной конференции «Прикладная оптика». Том 1 Оптическое приборостроение. СПб.: 2002. С.28-31.

20. Галявов И.Р., Патрикеев А.П., Понин О.В., Шаров A.A., Компан Т.А. Развитие на ОАО «ЛЗОС» методов и средств дилатометрических измерений для сертификации заготовок стекла с малым ТКЛР // Труды международной академии «Контенант». Российское отделение. «Формообразование оптических поверхностей». Том II. М.: Издательство «Контенант», 2005. С.121-127.

21. Шаров A.A., Галявов И.Р., Понин О.В., Компан Т.А., Свигерс Я., Сват А. Способ определения неоднородности температурного коэффициента линей-

ного расширения оптической заготовки // Патент РФ на изобретение № 2254567 GO IN 25/16, G09B 9/02. Опубликовано 20.06.2005. Бюл. №17.

22. Шаров A.A., Галявов И.Р., Понин О.В. Применение дифференциального метода измерений для контроля однородности TKJIP заготовок крупногабаритных оптических зеркал // Сборник трудов VIII Международной конференции «Прикладная оптика». Том 1 Оптическое приборостроение. СПб.: 2008. C.210-2I3.

23. Кулеш В.П., Москалик JI.M., Шаров A.A. Гетеродинный лазерный интерферометр для дилатометрических исследований // Измерительная техника. №12.2009. С.27-32.

Автор выражает благодарность к.т.н. Молеву Владимиру Ивановичу за участие в научном руководстве диссертационной работой.

ЛР № 020418 от 08 октября 1997 г.

Подписано к печати «_»_2010 г.

Формат 60x84. 1/16 Объем 1,0 п л. Тираж 100 экз. Заказ №_

Московский государственный университет приборостроения и информатики

107996, г. Москва, ул. Стромынка, 20

Введение

Глава

Современные направления развития некоторых компонетов астрономических и космических оптических систем высокого разрешения и особенности контроля их качества (обзор).

1.1 Объективы для систем наблюдения и фотографирования удалённых объектов. Контроль и обеспечение характеристик их качества.

1.1.1 Рефракторы-апохроматы для астрономических наблюдений на основе фторфосфатных кронов с особыми свойствами.

1.1.2 Оптические системы цифровой фотосъёмки для задач дистанционного зондирования Земли.

1.1.3 Общая характеристика интерферометрического метода измерения волновых аберраций и его применение для доводки высокоразрешающих оптических систем.

1.1.4 Метод оптического гетеродинирования и его преимущества для повышения точности интерференционных измерений формы волнового фронта.

1.1.5 Особенности процедуры окончательной доводки качества изображения высокоразрешающих оптических систем.

1.1.6 Сравнительный анализ аппаратуры и методов измерения функции передачи модуляции оптических систем.

1.1.6.1 Краткая характеристика основных методов контроля ФПМ оптических систем.

1.1.6.2 Средства измерения оптических передаточных функций.

1.2 Сегменты зеркал больших и сверхбольших астрономических телескопов-рефлекторов. Контроль характеристик температурного расширения зеркальных заготовок.

1.2.1 Общий обзор современных астрономических телескопов с сегментированным главным зеркалом.

1.2.2 Основные требования к характеристикам температурного расширения материалов зеркал больших астрономических телескопов на примере проекта SALT.

1.2.3 Краткий обзор известных методов измерения TKJIP стекла и ситаллов.

1.2.3.1 Абсолютные методы.

1.2.3.2 Относительные методы. выводы по главе 1. выбор направления исследований. задачи диссертационных исследований.

Глава

Исследование и разработка методов и средств для измерения и прогнозирования выходных характеристик оптических систем.

2.1 Исследование системы производственного контроля объективов по функции передачи модуляции (ФПМ).

2.1.1 Выбор математического аппарата получения количественных характеристик качества изображения.

2.1.2 Оптическая схема и принцип действия измерительной видеосистемы для контроля ФПМ.

2.1.3 Анализ источников погрешностей измерения ФПМ.

2.1.4 Экспериментальная оценка точности измерения ФПМ разработанной аппаратуры.

2.1.5 Совершенствование средств контроля ФПМ.

2.2 Контроль ФПМ оптических систем в широком интервале температур.

2.3 Разработка оперативного метода количественной оценки качества изображения оптических систем.

2.3.1 Теоретические основы метода оценки первичных аберраций.

2.3.2 Теоретический анализ возможностей метода.

2.3.3 Экспериментальная оценка точности метода оперативной оценки аберраций ОС

2.4 Разработка аппаратуры для контроля коэффициента отражения оптических покрытий.

2.4.1 Схема и конструкция рефлектометра для контроля коэффициента отражения просветляющих покрытий крупногабаритных линз.

2.4.2 Источники погрешностей рефлектометра.

2.4.3 Контроль спектрального коэффициента отражения и управление коэффициентом отражения просветляющих покрытий.

Выводы по главе 2.

Глава

Разработка методов и средств оценки качества изображения и других параметров оптических систем и их элементов на основе интерферометрического контроля волновых аберраций.

3.1 Повышение эффективности интерферометрического контроля астрономических объективов-рефракторов.

3.2 Разработка метода определения и коррекции собственного (инструментального) астигматизма компонентов оптической системы в сборе.

3.3 Экспериментальное исследование способа тонкой доводки высококачественной оптической системы методом формообразования корректора волнового фронта на основе данных интерферометрического контроля.

3.4 Разработка метода определения характеристик оптических элементов с использованием гетеродинной лазерной интерферометрии.

3.4.1 Определение характеристик оптических элементов при помощи двухлучевой гетеродинной интерферометрии.

3.4.2 Определение характеристик оптических элементов при помощи гетеродинной интерферометрии сдвига.

3.4.3 Применение гетеродинного метода интерференционных измерений характеристик оптических элементов на примере гетеродинного интерференционного диоптриметра.

3.4.3.1 Структурная схема и принцип действия гетеродинного интерференционного диоптриметра.

3.4.3.2 Электронная фазоизмерительная аппаратура.

3.3.3.3 Конструкция и работа экспериментального образца прибора.

Программное обеспечение. Точность измерений. выводы по главе 3.

4 Разработка методов и аппаратуры для контроля температурного коэффициента линейного расширения (TKJIP) термостабильных оптических материалов, предназначенных для изготовления зеркал больших астрономических телескопов.

4.1 Совершенствование интерференционной дилатометрической установки для задач контроля TKJIP Астроситалла®.

4.1.1 Схема и конструкция усовершенствованного интерференционного дилатометра

4.1.2 Автоматизация измерений TKJ1P. Программное обеспечение интерференционной дилатометрической установки.

4.1.3 Теоретико-экспериментальный анализ точности контроля TKJ1P методом абсолютных измерений.

4.2 Контроль неоднородности TKJIP в крупногабаритных оптических заготовках.

4.2.1 Типовая процедура контроля неоднородности TKJIP оптических заготовок. Оценка уровня точности измерений, необходимого для подтверждения соответствия заготовки требованиям по однородности TKJIP.

4.2.2 Разработка метода дифференциальных измерений для контроля неоднородности ТКЛР.

4.3 Экспериментальная оценка точности контроля ТКЛР на интерференционном дилатометре методом абсолютных измерений и дифференциальным методом.

4.3.1 Экспериментальное исследование погрешности измерения ТКЛР абсолютным методом.

4.3.2 Экспериментальное исследование погрешности измерения ТКЛР дифференциальным методом. '

4.4 Разработка измерительной системы для дилатометрических исследований на базе гетеродинной лазерной интерферометрии.

4.4.1 Оптическая система гетеродинного интерференционного дилатометра.

4.4.2 Электронная измерительная аппаратура.

4.4.3 Теоретический анализ и экспериментальное исследование составляющих погрешностей измерения гетеродинного интерференционного дилатометра.

4.4.4 Результаты экспериментальных исследований точности дилатометра.

Выводы по главе 4.

Высококачественные оптические системы формирования изображения бесконечно удалённых объектов, используемые как для наблюдения и фотографирования астрономических объектов с Земли, так и земной поверхности из космоса претерпели в течение предыдущего десятилетия значительное эволюционное развитие. Оно характеризуется появлением оптических систем нового поколения, для которых не только повышаются требования к точности контроля традиционных параметров, но и вводятся новые характеристики, которые требуют разработки соответствующих средств и методов контроля.

В частности, переход в современных системах космической съёмки от регистрации на плёнку к цифровой регистрации изображения потребовал оценки качества основных элементов аппаратуры по единому критерию. Таким критерием является функция передачи модуляции (ФПМ).

Для съёмочной аппаратуры микроспутников ограничены возможности стабилизации рабочей температуры системы. Актуальным становится создание термонерасстраиваемых объективов. Решение задачи их автономного контроля предполагает оценку ФПМ объектива в широком диапазоне температур.

Появление новых оптических стёкол, таких как фторфосфатные кроны обеспечило возможность создания крупногабаритных линзовых систем с апохроматической коррекцией и уровнем качества изображения близким к дифракционному пределу. Такой уровень может быть обеспечен, прежде всего, за счёт применения в производстве методов тонкой коррекции деформаций волнового фронта системы, метрологической основой которых служит интерферометрический контроль.

Прогресс высокоточных систем управления открыл дорогу созданию сегментированных управляемых астрозеркал, позволяющих существенно увеличить диаметр телескопа. Крупнейшие в мире оптические телескопы (диаметр 10 м) построены по этой технологии; стартовали проекты по созданию телескопов с составными зеркалами диаметром 30.40м. Для таких зеркал требуется оптический материал с малым значением температурного коэффициента линейного расширения (TKJ1P) и высокой его однородностью в пределах заготовки. Контроль однородности TKJIP является новой задачей, требующей высокой точности результатов и, как следствие, нестандартных подходов к решению.

Цель данной работы - повышение эффективности контроля высокоразрешающих оптических систем нового поколения и их компонентов за счёт повышения точности, информативности и производительности измерений.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

1. Усовершенствовать средства и методы контроля выходных характеристик объективов космической съёмки (прежде всего ФПМ), а также их прогнозирования на промежуточных стадиях производства системы.

2. Повысить эффективность методов оценки и тонкой коррекции качества изображения оптических систем на основе интерферометрического контроля волнового фронта системы.

3. Повысить точность контроля крупногабаритных оптических заготовок по TKJ1P, в том числе и по однородности данного параметра, за счёт применения усовершенствованной аппаратуры и методов контроля.

Результаты работы внедрены и используются при производстве широкого класса оптических систем и материалов (см. Приложение).

Заключение

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие результаты:

- на основе анализа и учёта погрешностей оптимизированы параметры аппаратуры для исследования характеристик качества изображения оптических систем, что позволило реализовать производственную систему контроля объективов по функции передачи модуляции на широко доступной элементной базе. Разработан метод оценки качества изображения объективов по радиусу зрачка р0, для которого выполняется дифракционный критерий. Применение экспериментально установленного условия годности системы по р0 обеспечивает оперативность промежуточного технологического контроля при пороге чувствительности к изменению значений ФПМ системы от 5% до 10%;

- на основе применения гетеродинного метода интерференционных измерений предложены способы контроля и схемотехнические решения аппаратуры для определения характеристик оптических систем и элементов (пат. РФ №2078307), обеспечивающие возможность одновременного определения волновых аберраций системы и ряда других параметров, таких как оптическая сила, клиновидность и т.п.;

- в рамках решения задачи по повышению эффективности технологического процесса тонкой коррекции качества изображения крупногабаритных оптических систем по данным интерферометрического контроля предложен метод определения и компенсации собственного астигматизма линз объектива в сборе, обеспечивающий разницу между прогнозируемым и фактически полученным астигматизмом системы в окончательном состоянии порядка 0,02 длины волны; выполнено экспериментальное исследование метода тонкой доводки высококачественной оптической системы автоматизированным формообразованием корректора волнового фронта, продемонстрировавшее возможность уменьшения среднеквадратического отклонения некомпенсированных ошибок волнового фронта системы примерно в 2 раза.

- на основе предложенных конструктивных решений (пат. РФ №2257600) обеспечено достижение стабильно высоких характеристик качества изображения объективов (со среднеквадратическим отклонением волнового фронта менее 18 нм);

- установлена зависимость между требованиями к однородности материала по ТКЛР, погрешностью измерений и разбросом их результатов.; усовершенствована интерферометрическая аппаратура контроля температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР), применяемая при контроле термостабильных оптических материалов, в том числе разработана дилатометрическая установка на основе гетеродинного интерферометра, обеспечивающая погрешность измерения ТКЛР абсолютным методом на уровне 110"8 1/°С; разработан метод

160 контроля однородности ТКЛР в заготовках крупногабаритных астрономических зеркал (пат. РФ №2078307), позволяющий повысить точность измерений в 2,5.3 раза при контроле данного параметра.

1. Попов Г.М. Современная астрономическая оптика. М.: Наука, 1988. - 192 с.

2. Мур П. Астрономия с Патриком Муром М.: ФАИР-ПРЕСС, 1999.

3. Волосов Д.С. Оптические стёкла, необходимые для перспективных разработок./ «Свойства и разработка новых оптических стёкол» Сборник трудов, посвящённых памяти проф. К.С. Евстропьева, под ред. Е.Н. Царевского. Л., Машиностроение 1977, с.36-49.

4. Слюсарев Г.Г. Методы расчёта оптических систем. Л.: Машиностроение. 1969. 672с.б.Слюсарев Г.Г. Расчёт оптических систем. Л.: Машиностроение, 1975. - 640 с.

5. Nankivell G.R. The Cooke Photovisual Objective and the 22.9cm Refractor at the Carter Observatory, New Zealand // Journal of the Antique Telescope Society №24. 2002. pp. 4-8.

6. Busch W. Herstellen eines fast apochromatischen Femrohr-Objectivs aus vorgefertigten Teilen / in the "Tips fur die Astropraxis" department of Sterne und Weltraum №16. 1977, pp. 338-341.

7. Karnapp A., Pudenz J. The lOO/lOOOmm APQ objective a new level of quality in astronomical optics // Jenaer Rundschau №31.3 .1986. pp. 140-141.

8. Справочник технолога-оптика / Под ред. М.А.Окатова. СПб.: Политехника, 2004. 679 с.

9. Шаров А.А., Понин О.В., Молев В.И. Производство крупногабаритных объективов-апохроматов на основе особого крона марки ОК4. / Сборник трудов VIII Международной конференции «Прикладная оптика» Том I Оптическое приборостроение. СПб.: 2008. - с.206-209.

10. Ган М.А., Котов В.В., Устинов С.И. Анализ деформаций волновых фронтов реальных оптических систем, ОМП 1984, №5, с. 17-20.

11. Тарасов В.В., Якушенков Ю.Г. Инфракрасные системы «смотрящего» типа . М., «Логос», 2004 г., 444 с.

12. Electro-optics handbook / R. W. Waynant, M. N. Ediger, editors.—2nd ed. McGrow-Hill, New York, 2000, 1000 p.

13. Шаров А.А., Понин O.B. Оптическая система для цифровой фотосъёмки Земли с борта МКС. / Сборник тезисов докладов седьмой международной научно-практической конференции «Пилотируемые полёты в космос» Звёздный городок: 2007. - с.79-81.

14. Понин О.В., Шаров А.А., Галявов И.Р. Объективы для съёмочной аппаратуры микроспутника. / Материалы 111 научно-технической конференции «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли» М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, 2006. -с.78-80.

15. Ган М.А., Устинов С.И., Долгих С.Г., Котов В.В. Измерительно-вычислительный комплекс для обработки интерферограмм. ОМП, 1986, №6, с.43-45.

16. Грамматин А.П., Ган М.А. Математическое моделирование оптических систем на стадии разработки и изготовления, ОМП 1989, №1 с.9-12.

17. Schwider J., ЕЮпег К.-Е., Spolaczyk R. Echtzeitinterferometrie // Optica Applicata, Vol. XV. No 3. 1985. S.255-285.

18. Kafri O. Fundamental limit on accuracy in interferometry // Opt. Letters. 1989. Vol.14. No. 13. P.657.

19. Протопопов В.В., Устинов Н.Д. Лазерное гетеродинирование. М., Наука, 1985, 288 с.

20. Massie N.A., Nelson R.D., Holly S. High-performance real-time heterodyne interferometry // Appl. Opt. 1979. Vol. 18. No. 11. P. 1797.

21. Агурок И.П. Вычисление оптимальных углов разворота нескольких компонентов при сборке оптических систем // ОМП. 1982. №11. С.21.

22. Ган М.А., Устинов С.И. Компенсационный метод доводки оптических систем // ОМП. 1987. №11. С. 25.

23. Савельев А.С., Семёнов А.П., Катагаров Ф.К. и др. Программа для автоматизированной доводки крупногабаритных оптических деталей малым инструментом // ОМП. 1985. №10. С.35-37.

24. Креопалова Г.В., Лазарева Н.Л., Пуряев Д.Т. Оптические измерения / Под общ. ред. Д.Т. Пуряева. М.: Машиностроение. 1987. 264 с.

25. Гудмен Дж. Введение в Фурье-оптику. М.: Мир. 1970. 364 с.

26. Апенко М.И., Дубовик А.С. Прикладная оптика. М.: Наука. 1971. 392 с.

27. Schuster N. Optical systems for high-resolution digital still cameras // Proc. of SPIE. 1999. Vol. 3737. pp. 202-213.

28. Dutton Т.Е., Lomheim T.S., Nelson M.D. Survey and comparison of focal plane MTF measurement techniques. // Proc. SPIE. Vol. 4486. 2002. pp.219-246.

29. Song J.S. et al. Dual testing of a large-aperture optical system. // Proc. SPIE. Vol. 4778. 2002. pp.227-236.

30. Ган M.A., Устинов С.И. Прогнозирование полихроматических характеристик качества изображения на основе измерения зрачковой функции // Оптико-механическая промышленность. 1990. №2 С.29.

31. Loebich С., Wueller D., Klingen В., Jaeger A. Digital camera resolution measurement using sinusoidal Siemens stars // Proc. SPIE. Vol. 6502. Date: 20 February 2007.

32. Zhao L., Feng H.; Xu Z. Modulation transfer function measurement of charge-coupled devices using frequency-variable fringe patterns // Proc. SPIE. Vol. 6834. 2007.

33. Backman S. et al. Fast lens testing using random targets // Proc. SPIE. Vol. 4876. 2003. pp.1100-1109.

34. Campbell S.P. Use of a Nyquist chart for camera system evaluation // Proc. SPIE. Vol. 3965. 2000. pp.230-234.

35. Karbe P. et al. Lens testing device. // Patent U.S. 6346981 Bl. Int. CI.7 G01B 9/00, Feb. 12,2002.

36. Chen Y., Chen X., Shen W. A method for measuring modulation transfer function of CCD device in remote camera with grating pattern // Proc. SPIE. Vol. 6829. 24 January 2008.

37. Wang D.-X., Johnson K. Simple and effective method to quantify the optical performance of camera phones // Proc. SPIE. Vol. 5668. 2005. pp.214-219.

38. Шульман М.Я. Измерение передаточных функций оптических систем. Л.: Машиностроение. 1980.

39. Yang L. et al. Research of digital MTF test system based on CCD // Proc/ SPIE/ Vol. 6722. Date: 14 November 2007.

40. Fantone S.D. et al. MTF testing algorithms for sampled thermal imaging systems // Proc. SPIE. Vol. 6835. Date: 8 January 2008.

41. Wang Y., Wang J. Study on a New MTF Automatic Measure Instrument. // Proc. SPIE. Vol. 4927. 2002. pp.677-682.

42. Hwang H. et al. MTF assessment of high resolution satellite images using ISO 12233 slanted-edge method // Proc. SPIE. Vol. 7109. Date: 1 October 2008.

43. Yamazaki Т., Nokita M., Hayashida S., Inoue H. A method to measure the presampling MTF using a novel edge test device and algorithm // Proc. SPIE. Vol. 5368. pp.696-704. 2004.

44. Sadoulet S.P. MTF testing of imaging systems: A practical solution for production environments; Technical Digest // Proc. SPIE Vol. TD03. 2005. pp.79-81

45. Sadoulet S.P., Taylor B. Tilted edge for optical-transfer-function measurement. // Patent U.S.7518712 B2. Int. CI.7 G01B 9/00, Apr. 14, 2009.

46. Burns P.D. Application of Tatian's method to slanted-edge MTF measurement. // Proc. SPIE. Vol. 5668. pp.255-261. 2005.

47. Photonics Spectra. 1992. 26. №1. p.l 19.

48. MacDonald R.E., Breven D.M. Lens testing system. // Patent U.S. 6195159 Bl. Int. CI.7 G01J 1/00, Feb. 27, 2001.

49. Geier M., Lenhardt K.K., Litschel R., Meahringer R. Measurement equipment for CAQ-based final control of optical systems. Proc. SPIE, 1992, Vol. 1781, p.369.

50. Xiang C., Yang X. One-line testing of optical transfer function // Proc. SPIE. 1991. Vol. 1527. p.427.

51. Doherty V.G., Chapnik P.D. Precision evaluation of lens systems using a nodal slide/MTF optical bench//Proc. SPIE. 1991. Vol. 1531. p. 103.

52. Wang X. et al. MTF measuring method and system. // Patent U.S. 7330609 B2. Int. CI.7 G06K 9/56, Feb. 12, 2008.

53. Теребиж В.Ю. Современные оптические телескопы. M., Физматлит, 2005., 80 с.

54. Handbook of Optical Engineering ed. by Daniel Malacara and Brian J. Tompson. New York Basel: Marcel Dekker, Inc. 2001, 978 p.p.247-252.

55. Beckers M. M., Ulich B. L., and Williams J. T. Performance of the Multiple Mirror Telescope (MMT): I. MMT The First of the Advanced Technology Telescopes // Proc. SPIE, 332, 2-8 (1982).

56. Beckers, J. M. and Williams J. T. Performance of the Multiple Mirror Telescope (MMT): III. MMT Seeing Experiments with the MMT // Proc. SPIE, 332, 16-23 (1982).

57. Nelson, J. E. and Gilingham P. An Overview of the Performance of the W. M. Keck Observatory// Proc. SPIE, 2199, 82-93 (1994).

58. Stobie В., Meiring K., Bukley D. Design of the Southern African Large Telescope // Proc. of SPIE Vol. 4003 (2000) p.p.355-362.

59. Sebring T.A., Ramsey L.W. The Hobby-Eberly Telescope: A progress report // Proc. of SPIE 2871, pp. 32-37, 1997.

60. Ramsey L.W. et al. The early performance and present status of the Hobby-Eberly telescope // Proc. of SPIE 3352, pp. 34-42, 1998.

61. Ponin O.V., Sharov A.A, Galyavov I.R., Kompan T.A., Swiegers J., Swat A. Demonstrating the suitability of Sitall for the SALT primary mirror // Proc. of SPIE, Vol. 4837 (2003) p.795-804.

62. Мазурин O.B., Тотеш A.C., Стрельцина M.B., Швайко-Швайковская Т.П. Тепловое расширение оптического стекла. Л., Наука, 1969, 216 с.

63. Paganelli М. Apparatus for measuring variations in size on bodies subjected on temperature variations. Patent U.S. 6476922 B2. Int. CI.7 G01B 11/04, Nov. 5, 2002.

64. Paganelli M. Optical dilatometer. Patent U.S. 6767127 B2. Int. CI.7 G01N 25/00, Jul. 27, 2004.

65. Baehr H. Optical dilatometer. Patent U.S. 7524105 B2. Int. CI. G01N 25/00, Apr. 28, 2009.74. OCT 3-192-78.

66. Berg R.T. Method and apparatus for measuring coefficient of thermal expansion. Patent U.S. 4989980. Int. CI.5 G01B 11/02, Feb. 5, 1991.

67. Berg R.T. Method and apparatus for measuring coefficient of thermal expansion. Patent U.S. 5121987. Int. CI.5 G01B ll/02,Jun. 16, 1992.

68. Hansen G.L. Readout system for dilatometers. Patent U.S. 5479261. Int. CI.6 G01B 11/28, Dec. 26, 1995.

69. Davis M.J., Joseph S. Hayden J.S., Farber D.L. High-precision thermal expansion measurements using small Fabry-Perot etalons // Proc. SPIE, Vol. 6673, 12 September 2007.

70. Viliesid M, Castillo H.-A., Mendoza M. Development of an interferometric dilatometer for gauge blocks // Proc. SPIE Vol. 4401, 2001, pp.44-53

71. Castillo H.-A., Mendoza M. Development of a horizontal interferometric dilatometer for gauge blocks // Proc. SPIE Vol. 5776, 2005, pp.278-285

72. Okaji M., Yamada N., Nara K., Kato H. Laser interferometric dilatometer at low temperatures: application to fosed silica SRM 739. // Cryogenics v.35, pp. 887-891, 1995.

73. Badami V.G., Patterson S.R. Device for high-accuracy measurement of dimensional changes. Patent U.S. 7239397 B2. Int. CI. GO IB 9/02, Jul. 3, 2007.

74. Badami V.G., Patterson S.R. Optically balanced instrument for high accuracy measurement of dimensional change. Patent U.S. 7426039 B2. Int. CI. GO IB 9/02, Sep. 16, 2008.

75. Gohlke M., Schuldt Т., Weise D., Johann U., Peters A., Braxmaier C. Development of an ultrasensitive interferometry system as a key to precision metrology applications // Proc. SPIE Vol. 7389,: 17 June 2009.

76. Takeichi Y., Nishiyama I., Yamada N. High-precision (<lppb/°C) optical heterodyne interferometric dilatometer for determining absolute CTE of EUVL materials // Proc. SPIE. Vol. 6151, 23 March 2006.

77. Takeichi Y., Nishiyama I., Yamada N. High-precision optical heterodyne interferometric dilatometer for determining absolute CTE of EUVL materials // Proc. SPIE. Vol. 5751, 2005, pp. 10691076.

78. Mueller R., Erb K., Haug R., Klaas A., Lindig O., Wetzig G. Ultraprecision dilatometer system for thermal expansion measurements on low expansion glasses // 12th Thermal Expansion Symposium, Pittsburgh/РA, P.S. Gaal and D.E. Apostolescu eds., 1997.

79. Mitra I., Alkemper J., Muller R., Nolte U., Engel A., Hack H., Kohlmann H., Wittmer V., Pannhorst W., Davis M. J., Aschke L., Knapp K. Optimized Glass-ceramic Substrate Materials for EUVL Applications// Proc. SPIE vol. 5374, 2004, pp.96-103.

80. Jedamzik R., Muller R., Hartmann P. Homogeneity of the linear thermal expansion coefficient of ZERODUR measured with improved accuracy // Proc. SPIE, Vol. 6273, 6 July 2006.

81. Креопалова Г.В., Пуряев Д.Т. Исследование и контроль оптических систем. М.: Машиностроение. 1978. 224 с.

82. Hong Wei, E.Johnston, T.D.Binnie Experimental approach for Measuring Resolution of Complementary Metal Oxide Semiconductor Imaging Systems // Optical Engineering. 1998, September, p.2565.

83. Моисеев B.C. Системное проектирование преобразователей информации. JI.: Машиностроение, 1982, 255 с.

84. Порфирьев Л.Ф. Основы теории преобразования сигналов в оптико-электронных приборах. Л.: Машиностроение, 1989, 387 с.

85. Осипович И.Р. Принципы построения автоматизированных средств контроля качества изображения оптических систем // Контенант№2,3. 2008. С.41-48.

86. Устройства для измерения функции передачи модуляции съемочных объективов. Метод поверки, ОСТ 3-2635-82.

87. Шаров А.А. Метод количественной оценки первичных аберраций реальных оптических систем. // Сборник трудов VIII Международной конференции «Прикладная оптика» Том 1 Оптическое приборостроение. СПб.: 2008. - с. 198-200.

88. Шаров А.А. Оперативная оценка первичных аберраций реальных оптических систем в процессе производства// Оптический журнал. Т. 77. №2. 2010. С.79-83.

89. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 720 с.

90. Проектирование оптических систем / Под ред. Р Шеннона и Дж. Вайанта. М.: Мир, 1983. 432 с.

91. Ган М.А. Автоматизация проектирования оптических систем. // Оптический журнал. 1994. №8. с.4-12.

92. Маркин Н.С. Основы теории обработки результатов измерений. М.: Издательство стандартов, 1991 г. 176 с.

93. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1965 г. 511 с.

94. Афанасьев В.А. Оптические измерения.-М.: Машиностроение, 1981. -229 с.

95. Шаров А.А., Понин О.В., Белоусов С.П. Рефлектометр. Патент РФ на изобретение № 2091762 G01N 21/55. Опубликовано: 27.09.1997 Бюл. №27.

96. Шаров А.А. Рефлектометр для многоточечного контроля просветляющих покрытий крупногабаритных оптических деталей / Сборник тезисов III Международной конференции «Прикладная оптика». СПб.: 1998.

97. Кривовяз JI.M., Пуряев Д.Т., Знаменская М.А. Практика оптической измерительной лаборатории. М., Машиностроение, 1974, 332 с.

98. Запрягаева JT.A., Свешникова И.С. Расчёт и проектирование оптических систем. М.: Логос, 2000. - 584 с.

99. Справочник конструктора оптико-механических приборов /Под ред. В.А. Панова. — Л.: Машиностроение, 1980, с.271-273.

100. Шаров А.А. Оправа и способ крепления оптических компонентов в оправе. Патент РФ на изобретение № 2257600 G02B 7/02. Опубликовано: 27.07.2005 Бюл. №21.

101. Молев В.И., Понин О.В., Шаров А.А. Апохроматические объективы для любительской и профессиональной астрономии: особенности конструкции и технологии сборки // Контенант. 2009. №2. С.11-16.

102. Шаров А.А. Определение и коррекция собственного астигматизма линз оптической системы в сборе // Контенант. 2009. №2. С. 17-18.

103. Шаров А.А. Компенсация инструментального астигматизма в многокомпонентных оптических системах информационно-измерительных приборов // Приборы. 2010. №4. С. 15-17.

104. Родионов С.А. О векторном представлении астигматизма, вносимого цилиндричностыо поверхностей оптических деталей. // Изв. вузов. Приборостроение. 1978. Т.21. №7. с. 94-96.

105. Зельдович Я.Б., Мышкис А.Д. Элементы прикладной математики. СПб.: Издательство «Лань», 2002. 592 с.

106. Максутов Д.Д. Изготовление и исследование астрономической оптики. М.: Наука, 1984, 272 с.

107. Ган М.А., Устинов С.И. Моделирование оптических систем с реальными ошибками изготовления поверхностей. ОМП,1985, с. 18-20.

108. Ган М.А., Устинов С.И., Старков А.А. Компенсация аберраций реальных оптических систем с помощью неосесимметричной ретуши поверхностей // Оптический журнал. 1993. №8. С.60-63.

109. Оптический производственный контроль / Под ред. Д. Малакары. М.: Машиностроение, 1985,400 с.

110. Мальцев М.Д., Каракулина Г.А. Прикладная оптика и оптические измерения. М., Машиностроение, 1968, 472 с.

111. Оптические приборы в машиностроении. Справочник. М., Машиностроение, 1974, 238 с.

112. OMS-IOO. Instruction Manual. Rotlex Optics Ltd., 1989, 51 p.

113. О. Kafri et al. Moire deflectometry with the focused beam: radius of curvature, microscopy and thickness analysis. / Applied optics. Vol.29. No 1. 1990. pp. 133-136.

114. Застрогин Ю.Ф. Прецизионные измерения параметров движения с использованием лазеров.- М: Машиностроение, 1986.- 272 с.

115. Кулеш В.П. Анализ работы электрооптического частотного модулятора в качестве оптического гетеродина. Измерительная техника, 1986, №12, с.32.

116. Коронкевич В.П., Ханов В.А. Современные лазерные интерферометры. Новосибирск: Наука, 1985. 182 с.

117. Компан Т.А., Шаров А.А. Контроль однородности ТКЛР в заготовках крупногабаритных оптических элементов // Измерительная техника. №7. 2009. С.46-49.

118. Мюллер П., Нойман П., Шторм Р. Таблицы по математической статистике. М., Финансы и статистика, 1982 г. 278 с.

119. Шаров А.А., Галявов И.Р., Понин О.В. Применение дифференциального метода измерений для контроля однородности ТКЛР заготовок крупногабаритных оптических зеркал. /

120. Сборник трудов VIII Международной конференции «Прикладная оптика» Том 1 Оптическое приборостроение. СПб.: 2008. с.210-213.

121. Коломийцов Ю.В. Интерферометры. Л.: Машиностроение, 1976 г. 296 с.

122. Компан Т. А. Метрологическое обеспечение измерений теплового расширения материалов. Краткий анализ, разработки последнего десятилетия и перспективы развития тематики во ФГУП «ВНИИМ им. Д.И Менделеева» // Главный метролог. №4. 2007. с.36.

123. Кулеш В.П., Москалик Л.М., Шаров А.А. Гетеродинный лазерный интерферометр для дилатометрических исследований // Измерительная техника. №12. 2009. С.27-32.

124. Kafri О. Fundamental limit on accuracy in interferometry // Opt. Letters. 1989. - Vol.14. No.13. P.657.

125. A.c. 1598610 СССР МКИ3 G01 В 21/00 Устройство для счета интерференционных полос / Кулеш В.П., Москалик В.Л., Москалик Л.М.

126. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВОшшзшв

127. ЛЫТКАРИНСКИЙ ЗАВОД ОПТИЧЕСКОГО СТЕКЛАул. Парковая, дом № 1 г. Лыткарино Московской области, Россия, 140080 Телекс: 206760 LZOS RU Факс: 552-17-90 E-mail: Lzos @ comail. RU web//www. Lzos ОКПО 07527443 ОГРН 102500317897 ИНН/КПП 5026000300/5026^1001