ГОСТ Р 8.745—2011 /ISOTTR 14999-2:2005
ра положим, что измерению подлежитхорошо отполированная сферическая поверхностьлинзы. В состав
интерферометра входят 12 поверхностей линз и 10 поверхностей плоских пластин. Следовательно, необхо
димо изготовить
22
поверхности, каждая Из которых в
22
раза качественнее поверхности измеряемого
объекта, чтобы инструментальная погрешность интерферометра в целом была практически идентичной
ожидаемой погрешности результата измерений. С учетом статистического характера погрешностей соотно
шение инструментальной погрешности и погрешности результата измерений можно считать допустимым
(4—5):1. Но даже при таком допущении невозможно изготовить столь качественный оптический прибор.
Это заключение верно и вместе с тем неверно. В соответствии с основным принципом интерференции эти
погрешности присущи обеим волнам (предметной и опорной) и. следовательно, компенсируют другдруга.
Наиболее ярко этот принцип взаимокомпенсации погрешностей демонстрирует интерферометр Физо, где
все поверхности, кроме последней, находящейся перед измеряемой поверхностью, и воздушного проме
жутка между ними, являются общими для обеих волн. Измеряемой интерферометром Физо величиной
служит разностьоптическихдлин путей междудвумя противоположными поверхностями («распределение
оптической толщины» воздушного зазора, включая распределение показателя преломления воздуха). Ка
залось бы, заключение неверно, однако оно верно для сворхмалых погрешностей. Обе волны не могут
точно пройти по одному и тому же пути, поэтому принцип общего (совмещенного) пути с взаимной компен
сацией общих погрешностей всегда нарушаем, если принимается во внимание шум в области высоких
пространственных частот. Поэтому, хотя интерферометры Физо более помехоустойчивы в области низких
пространственных частот, они не защищены от влияния когерентного шума.
Для контроля восприимчивости интерферометра к погрешностям за счет неточности юстировки, равно
как и к влиянию аппаратного (инструментального) высокочастотного шума, полезными оказываются два
следующих контрольных измерения.
a) Это простое измерение должно быть повторено при различныхориентациях интерференционных
полос и при наибольшем числе полос, при котором возможно измерениеданным интерферометром. Таким
способом определяется способность прибора противостоять различным разъюстировкам.
Процедура такова:
1) Разместить опорное пробное стекло (оптический калибр) перед выходным окном прибора и произ
вести юстировку с целью получения 25 полос с наклоном.
2) Выполнить измерение и зарогострировать результат.
3) Продолжить юстировкудо полного отсутствия полос и выполнитьдругое измерение.
4) Вычесть полученные данные одно из другого и для результирующей разности вычислить члены
полинома Цернике: помимо прочих погрешностей, сформированный наклон волнового фронта относитель
но оптической оси позволяет видеть аберрации волновогофронта, распространяющиеся вдоль под неболь
шим углом к предметному волновому фронту.
b
)Это контрольное измерение выявляет инструментальный высокочастотный шум и, следовательно,
возможность обнаружения небольших погрешностей, обычно распространяющихся вдоль с малой ампли
тудой.
Процедура такова:
1) Взять результаты разности измерений на оси и при наклоне 25 полос.
2) Вычесть первые 36 членов полинома Цернике. Оставшаяся картина поверхности отображает глав
ным образом когерентный шум интерферометра.
3) Когда выбросы на границе измеренного участка поверхности удалены, среднеквадратичное
значение служит качественной характеристикой шума прибора. Этот шум должен быть некоррелирован
ным. если эксперимент повторяется при различных ориентациях полос, и сокращается в корень квадрат
ный из числа измерений, но при условии, что результаты экспериментов при разных ориентациях полос
усреднены и вычислена разность результатов не двух, а усредненных результатов всех выполненных
экспериментов.
Наряду сдвумя вышеописанными экспериментами рекомендованы два другихпростых способа оценки
качества юстировки интерферометра.
Проверку степени коллимироеанности плоской волны, выходящей из оптической системы излучате
ля. можно осуществить с помощью толстой (> 30 мм) плоскопараллельной пластины из высококачествен
ного стекла путем ее размещения в пучке под начальным углом 45° и проецирования поперечно сдвинутой
интерферограммы на экран. Если пластина не обладает клиновидностью, то на экране не будут видны
интерференционные полосы, но они будут наблюдаться, если волновой фронт деформируется интерферо
метром в сходящуюся или расходящуюся волну.
6