05第五章 玻璃均匀性的检验

《05第五章 玻璃均匀性的检验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基础光学工艺第五章玻璃的均匀性检验第五章玻璃均匀性的检验光学元件的玻璃均匀性检验是一种基本检验，因为大的不均匀性无法在光学抛修中消除。操作者必须了解他所加工的玻璃。即使玻璃均匀性符合MIL174-A的指标有时仍不能满足要求，所以要用一种简单方法进行检验。本章中，叙述玻璃均匀性的检验方法分为三部分：威廉姆斯干涉仪、激光干涉仪和巴比特裣干涉仪。在检验玻璃时应制成具有一定精确度的平行平南，其精度必须达到可以同时观察到透射条纹和反射条纹，也就是就试件平行度必须在20“以内。在此将讨论三类干涉仪。威廉姆斯干涉仪系利用两个球面镜（曲率半径接近相等）

2、，球面的曲率半径对就被检玻璃的厚度符合穆翟激光干涉仪使用f/8的抛物面镜。另一类干涉仪，即巴比特补偿器，基本用途是测量玻璃中的应力。1.威廉姆斯干涉仪由于气泡室、风洞和大型天文望远镜的出现，需要高均匀性的大块厚玻璃有的玻璃直径为150cm，厚度16cm。威廉姆斯干涉仪提供了一种低耗费的检验玻璃均匀性的方法。这种仪器也可用于检验平行平面的平行度，并为制造分光板提供了一种检验方法。威廉姆斯干涉仪的光学系统简单，在大多数光学车间或实验室里都可找到零件或自行制造，其光学原理见图5-1。两块球面镜的球面性为1/32波长，并有相同的曲率半径和直径，

3、其镜面互成90放置，其中一击剑安装在导轨上，以便对固定球面镜作调整。在一般的光学车间中，球面镜直径为30.7cm曲率半径为310cm（曲率半径可以在50mm范围内变化）。这种仪器适用于厚度为5~200mm的玻璃。对于厚度大于200mmr玻璃，要求R/D为14。图5-1在三脚架上放置一块小型分束器，并大致处于两块球面镜的半径夹角内。因为这是等光程干涉仪，接近等厚玻璃的补偿器须放置在靠近分束器处，由于光束锥角很小所以实质上不会对结果产生什么影响，仪器光源需要0.2mm直径的针孔和舌簧式水银灯。其中一块反射镜须镀45

4、45分光铝膜，另一块可以

5、不镀膜。干涉仪的调试要求较高，在安放被检样品（平行平面零件）和补偿品前必须先调零。两块球面镜要调到可以在分束器中观察到反射象，然后使象重叠。首先有小的圆条纹出现，随着可调球面镜的调整，圆条纹由小变大，直到可图5-2以观察为止。当出现间隔大约为1in等间距的直条纹时，则把被检样品和补偿器安放在各自第30页基础光学工艺第五章玻璃的均匀性检验的位置上。由于玻璃厚度不均匀或与补偿器的楔角不同，通常仍需作进一步调试。与所有长干涉仪一样，扰动的空气流会影响威廉姆斯干涉仪。为此，可将仪器封闭在硬纸板制的隔离罩中，或者将球面镜的R/D值缩小，使仪器结构

6、按比例缩短。例如，如果玻璃厚度小于25mm,则R/D值可取7。检验的均匀性样品玻璃，其粗抛光平面的平行度必须达到20“并使150mm直径区域内达到不超过一个波长的表面精度。因为还要检验被检样品的菲索反射条纹，所有的玻璃样品应靠近镀膜反射镜，这个问题在下一节将仔细地讨论。玻璃补偿器放置在靠近分束器处，并与玻璃样品厚度相当。可调反射镜架和分束器一样，也要进一步调试，以使两块反射镜的反射象相互重叠。当观察到圆条纹时，可调反射镜沿着轴向调试，使条纹间隔增加。这才是正确的调试方向。移动可调反射镜，使条纹间隔大约为1英寸.如果被检样品均匀，则条纹应

7、是平行等距工透射条纹可能会因穿过光路中的空气流而发生飘动。现在我们对玻璃的均匀性作定性的快速检测。先找出间隔为1英寸的平行条纹的区域（见图5.2所示图案）并用软钢笔标出，再用在水平面内移动条纹的办法检查一遍，圈出不均匀区间。检测时条纹会象打开水龙头的水一样溢出。一些玻璃疵病可参阅图5.3和图5.4。虽然某些有疵病的玻璃不能制作棱镜，但可用于制作其他用途的光学零件。图5-3图5-42.穆翟干涉仪穆翟干涉仪是大型干涉系统中价格最便宜的一种。图5.2所示为牛顿准直仪，它是由一块30cm、焦比为f/4.0的抛物面反射镜和低功率可同激光光源（大约

8、0.5mw）及10倍或20倍显微镜组成的准直仪，0.25in抛光轴承滚珠可以代替显微物镜，如图5-2虚线所示（出可见第二十章）。当没不楔角或略微有些楔角的平行平板置于平行光中即准直光束中时，就会投影出对f/4.0的抛物面反射镜和低功率可见激光光源（大约0.5mw）及10倍或20倍显微物镜，如图5-2虚线所示（也可见第二十章）。当没有楔角或略微有些楔角的平行板置于平行光中即准直光束中时，就会投影出对f/4.0焦比的抛物镜校正球差的横向切变干涉图。这是一类有多种用途的干涉仪。因为准直光束中的元件稍加改变和重新配置就可用干涉法检验平行平面、透

9、镜等。由于人们对光学玻璃和晶体均匀性的检验感兴趣，使这种干涉仪得到了广泛的应用。2.1条纹条纹就是脉纹或纹路，其折射率与周转玻璃不同。这便于仔细观察，在横向切变干涉图纺图见图5.3。如果被检的玻璃样品未能经