ГОСТ Р 8.743—2011/ISO/TR 14999-1:2005
В случае формирования изображения в когерентном излучении должен быть рассмотрен пере
носсветового возмущения а(х). возникшего на изучаемом объекте, к световому возмущению И{х) в изо
бражении. При этом имеют значение как амплитуда, так и фаза. В частности, при переносе <р(х) к tf(x)
необходимособлюсти их взаимную пропорциональность, а приведенные пространственные координа
ты должны быть идентичны.
Для достижения этой цели (в отличие от случая формирования изображения в некогерентном
излучении) необходимо соблюсти два условия:
a) освещение объекта должно осуществляться когерентным излучением. Различные волновые
фронты, падающие на точку объекта с разных направлений, должны сохранять фиксированными соот
ношения фаз по отношению друг кдругу ине зависеть от местоположения упомянутой точки в предмет ной
плоскости. Использование лазеров автоматически удовлетворяет предъявленным требованиям;
b
) при формировании изображенияобъекта не должно быть вариаций фазовых членов при изме
рениях пространственных координат. Это может быть выполнено лишь путем формирования изобра
жения объекта афокальной системой, когда он расположен в передней фокальной плоскости первой
линзы, а изображение — в задней фокальной плоскости второй линзы.
При формировании изображений другими оптическими системами возможно возникновение слу
чайных погрешностей результатов измерений разностей волновых фронтов. Это возможно в случае,
когда оптическая система по-разному преобразует предметную и референтную (опорную) волны. В
принципе (теоретически) эти погрешности могут быть скорректированы, но практически это
неосуществимо.
При выполнении условий а) и Ь) <р’(х) = ф(х).
Приведенные координаты используются в обеих плоскостях. При наличии увеличения или умень
шения изображения при переносе из предметной плоскости в плоскость изображений изменяются
лишь поперечные координаты, а функции <р’(х)и <р(х)остаются нетронутыми. При надлежащем форми
ровании изображений волновых фронтов афокальной системой на чувствительной поверхности при
емника излучения фазовые соотношения не подвергаются изменениям при прохождении через
интерферометр.
Как и в голографии, в интерферометрии распределение фазы <р’(х)в плоскости изображений пре
образуется в измеряемую величину путем суперпозиции известного референтного (опорного) волно
вого фронта и неизвестного объектного волнового фронта. Разность волновых фронтов, являющаяся
функцией пространственных координат, порождает модуляцию интенсивности излучения в плоскости
изображений (интерференционную картину), которая может быть использована для получении инфор
мации о распределении фазы. Ряд методов получения подобной информации описан в
ИСО/ТО 14999/2. Несовершенства части оптической системы интерферометра, формирующей опти
ческое изображение, искажают оба сравниваемых волновых фронта, что приводит к взаимной компен
сации этих искажений. Это утверждение справедливо лишь при условии, что оба волновых фронта
распространяются по одному и тому же оптическому пути. Этот эффект именуется оптической компен
сацией погрешностей измерений интерферометром параметров волнового фронта. Следовательно,
этот принцип измерений может быть использован в интерферометрах Физо.
4.4Принципиальная оптическая схома интерферометра
4.4.1 В предыдущих разделах и подразделах интерференция рассматривалась с теоретических
позиций физической оптики. В4.4 рассмотрены практически реализуемые основные оптические схемы
интерферометров.
В качестве одного из примеров такая схема приведена на рисунке 25. Она подобна приведенной
на рисунке 17 схеме, но имеет две отличительные особенности:
а) на рисунке 25 показано, как испытуемый объект М, изображается на чувствительной поверх
ности приемника излучения;
б) диафрагмы от Б1до В5ограничивают в интерферометре размеры волновых фронтов. Диаф
рагмы В, и В4, равно как и В3и В5, расположены в сопряженных плоскостях, благодаря чему рассмат
ривается только дифракция Фраунгофера. Диафрагма В2 занимает промежуточное положение между
излучателем и наблюдаемым объектом, поэтому в данном случае следует рассматривать дифракцию
Френеля.
4.4.2 На рисунке 25 изображена совмещенная (спаренная) траектория лучей, т. е. изображения
объекта и излучателя формируются одними и теми же оптическими элементами с теми же диафрагма
ми. но и элементы, и диафрагмы играют различные роли при формировании обоих упомянутых изобра
жений. Для более детального рассмотрения этих процессов целесообразно последовательно
27