Введение к работе
Актуальность работы.
Важнейшим элементом светового микроскопа является объектив, так как именно он определяет информационное содержание изображения объекта. Детали изображения, потерянные объективом, не могут быть восстановлены последующей оптикой.
Совершенствование методов расчета, разработка новых материалов и технологий изготовления создают предпосылки для расчета и производства объективов с улучшенными характеристиками изображения, увеличенным полем зрения, расширенным спектральным диапазоном и т.д., а это, в свою очередь, требует разработки и совершенствования соответствующих средств контроля.
Актуальность данной работы определяется потребностью оптического производства в совершенствовании традиционных и разработке новых методов и аппаратуры для контроля волновых аберраций и качества изображения объективов микроскопа при использовании оборудования не только в лабораторных, но и в цеховых условиях. Совершенствование и разработка соответствующих средств контроля необходима для повышения объективности и однозначности оценок и снижения трудоемкости на операциях контроля.
Цель работы.
Цель работы заключается в разработке и исследовании метода и аппаратуры для контроля волновых аберраций объективов микроскопа, позволяющих работать в цеховых условиях и не имеющих ограничений по числовой апертуре контролируемых объективов.
Задачи исследования.
Сформулированная общая цель работы включает в себя необходимость решения следующих основных задач:
1 .Разработка и исследование метода контроля волновых аберраций объективов микроскопа, в том числе и высокоапергурных.
-
Разработка и создание интерферометра для контроля волновых аберраций объективов микроскопа, позволяющего получать устойчивые к вибрациям интерференционные картины и работать в нескольких спектральных диапазонах.
-
Испытание интерферометра на серийных объективах; сопоставление данных иптерферометрического контроля с расчетными характеристиками исследуемых объективов и данными других методов контроля.
Научна» поиизиа.
Выявлена отличительная особенность интерферометра с дифракционной волной сравнения, заключающаяся в зависимости параметров волны сравнения от аберраций контролируемого объектива.
Показано, что контраст, распределение освещенности и динамика поведения интерференционных картин отличаются от аналогичных параметров в классических интерферометрах.
Показано, что разработанный метод и аппаратура позволяют количественно оценивать волновые аберрации объектива по деформации полос и получать информацию о фазовых искажениях в созданном им изображении точки.
Показано, что интерферометр с дифракционной волной сравнения целесообразно использовать в качестве инструмента при экспериментальных исследованиях распределения светового ноля в области фокуса высокоапертурных оптических систем.
Практическая значимость результатов.
Разработанный метод и аппаратура позволяют проводить качественные и количественные оценки аберраций оптических систем, в том числе высокоапертурных.
Простота схемного решении, отсутствие образцовых оптических деталей и устойчивость интерференционных картин к вибрациям лают возможность применять интерферометр не только в лабораторных условиях. но и в условиях производства.
Использование интерферометра с дифракционной волной сравнения в условиях производства позволяет снизить трудоемкость операций контроля объективов микроскопа на стадии их изготовления и сертификации.
Разработанный метод и аппаратура пригодны для аттестационного контроля объективов в процессе их эксплуатации.
Реализации результатов работы.
Диссертационная работа является составной частью научно-исследовательской работы 144400-060-96, выполненной при участии автора в лаборатории микроскопии ВНЦ "ГОИ им. СИ. Вавилова" по теме: "Исследование и разработка методов и средств объективной оценки качества оптических элементов и систем световых микроскопов и наблюдательных приборов".
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на XXIX научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава "Теория и конструирование оптических систем", Санкт-Петербург, январь 1997 г.; на научных семинарах лаборатории микроскопии ВНЦ "ГОИ им. СИ. Вавилова", март 1996 г.; на научном семинаре в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург, март 1998 г.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано четыре статьи и две находятся в печати.
Осиоїшьіе результати и положение, выносимые на защиту.
-
Предложен и разработан метод контроля высокоапертурных оптических систем дифракционно ограниченного качества изображения.
-
Разработан и создан интерферометр с дифракционной волной сравнения (ДВС) для контроля дифракционно ограниченных высокоанергурных оптических систем и проведено его исследование на серийных микрообъективах.
-
В интерферомегре ДВС при смещениях точечного отверстия волна сравнения модулируется по амплитуде и фазе в соответствии с распределением светового поля в изображении точки, созданном контролируемой оптической системой.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения, библиографического списка из 51 наименований, содержит 89 страниц текста, 32 рисунка и 2 таблицы.
