ГОСТ Р 8.744—2011/ISO/TR 14999-3:2005
4 Деление погрешностей на составляющие с вращательной симметрией
и невращательной симметрией (вращательно-симметричные
и невращательно-симметричные)
4.1 Общие сведения
Деление погрешностей на эти две группы составляющих является надежным практическим спосо
бом получения простейшими средствами полезной информации. Этим способом следует пользоваться
с осторожностью, поскольку он не позволяет определить вращательно-симметричные погрешности ис
пытуемого объекта. Однако практически очень часто они не влияют на результаты измерений, равно
как и невращательно-симметричные.
В 4.2—4.4 описана процедура деления погрешностей измеренного волнового фронта оптических
элементов на упомянутые составляющие с целью определения абсолютных значений невращательно
симметричных погрешностей при измерениях характеристик поверхностей испытуемых образцов.
Описываемая процедура применима ко всем оптическим поверхностям с вращательно
симметричной формой, включая плоскости, сферы и асферические поверхности, а также к оптическим
элементам и системам, работающим на пропускание. Процедура неприменима к оптическим поверх
ностям. форма которых не обладает вращательной симметрией, например к внеосевым асферическим
поверхностям. Более того, процедура не позволяет определить абсолютные значения вращательно-
симметричных погрешностей испытуемого объекта.
4.2 Принцип
Используемые при измерениях формы волновых фронтов двухлучевые интерферометры всегда
определяют разность между погрешностями измерения волнового фронта контролируемого объекта и
погрешностями волнового фронта самого интерферометра, которые не могут быть отделены друг от
друга путем однократного измерения. Например, погрешности интерферометра включают погрешно
сти эталонной поверхности, погрешности пропускающей сферической поверхности или компенсирую
щих оптических элементов. Для определения погрешностей контролируемого образца используются
так называемые вторичные эталоны (reference standards) или методы «абсолютных испытаний» (abso lute
tests). Однако для практического применения существуют и другие хорошо известные процедуры. Одна
из них. не требующая применения дополнительных оптических элементов, называется методом «трех
положений» [1] и используется при испытаниях сфер. Однако для объектов других типов (напри мер.
плоскостей, выпуклых сфер, пропускающих оптических, в том числе асферических элементов) нет
простых, недорогих, доступных процедур выполнения «абсолютного контроля».
«Квазиабсолютный контроль» по определению невращательно-симметричных погрешностей вол
нового фронта может базироваться на измерениях контролируемого объекта под различными углами 0
его поворота (см. рисунок 1), и тогда погрешность определяется по формуле
P(r,Q) = PR(r)+PNR(r,Q),(
1
)
где Ря(г) — вращательно-симметричная составляющая:
PNR(r. 0) — невращательно-симметричная составляющая.
Соотношение между погрешностью поверхности S и измеренной погрешностью волнового фрон
та Р описывается выражением Р = 2S.
Если погрешность интерферометра также разделить на вращательно-симметричную TR(r) и
невращательно-симметричную TNR(r, 0) составляющие, то погрешность измерений формы волнового
фронта представится в виде
N
W = T R + PR ♦ Р.
R
(
2
)
В [2—4] показано, что вращение волнового фронта с фиксацией в N (где N = 2. 3...) эквидистант
но расположенных положениях (2я/N — интервал между ними) с последующим усреднением данных
сводит к нулю все невращательно-симметричные составляющие за исключением тех. порядок которых
равен к ■N ■0. где к = 1.2....
Это может быть использовано для выделения невращательно-симметричных погрешностей кон
тролируемого образца путем выполнения измерений в N положениях с усреднением результатов. Ма
тематически это записывается в виде W,, / = 1
.....
N:
3