ГОСТ Р 8.745—2011/ISO/TR 14999-2:2005
также обеспечитьформирование изображения измеряемой поверхности начувствительной площадке при
емника излучения. К источнику излучения предъявляются жесткие требования по пространственной и вре
менной когерентности излучения, что достигается применением лазера, по сравнению с другими источни
ками излучения не только обладающего очень высокой интенсивностью, но и являющегося эталонным
излучателем.
Одним из важнейшихследствий высокой когерентности лазерного излучения является то обстоятель
ство.чтодефекты поверхности всех видов (загрязнения подложек, оптические клеи и покрытия, крошечные
царапины, пузыри, отверстия, частицы пыли, микрошероховатость поверхности), попадающиеся на пути
излучения, «накапливаются» и накладываются друг на друга в виде амплитудных и фазовых искажений
волнового фронта, отчетливо видных на интерферограмме. Чем дальше дефекты расположены от плоско
сти изображений (светочувствительной площадки приемника), тем сильнее сказываются вносимые ими
фазовые искажения из-за дифракции Френеля и изменения пространственной частоты. Очень узкий де
фект. расположенный на поверхности вблизи изображения источника света, может сильно растянуться в
плоскости приемника. Характеристики оптических элементов и систем, используемых винтерферометре,
должны быть значительно более жесткими и строго нормированными, чем в обычных оптических приборах,
и должны зависеть от местоположения элемента или системы воптической схеме. К поверхностям, распо
ложенным в непосредственной близости к изображению источника, гдедиаметр пучка лучей мал. предъяв
ляются особенно высокие требования к качеству.
Таким образом, чем большей точности измерений необходимо достичь, тем жестче должны быть
требования, предъявляемые ко всем компонентам измерительной установки.
В ИСО/ТО 14999-1 отмечалась важность получения изображения измеряемого волнового фронта в
плоскости приемника излучения. Если же местоположение волнового фронта внутри прибора меняется при
перестройке измерительной установки, тодолжна быть возможность перефокусировки приемника. В неко
торых приборах обеспечена возможность изменения увеличения изображения измеряемого волновогофронта
при его переносе на чувствительную площадку приемника.
В ряде приборов изменение увеличения выполняется ступенчато, а в других — плавно в пределах
определенного диапазона. С другой стороны, необходимо обеспечивать хорошую оптическую корректи
ровку волнового фронта в процессе изменения его формы с учетом сохранения требуемой оптической
передаточной функции (амплитудно-фазовой характеристики) при формировании измеряемого волнового
фронта в плоскости приемника излучения.
Все перечисленные требования и возможности приводят к неизбежному усложнению оптической схе
мы установки и увеличениючисла оптических поверхностей. Задача проектировщика оптического прибора
состоит в том. чтобы найти компромисс между степенью коррекции аберраций (обеспечения малых по
грешностей волнового фронта в области низких пространственных частот) и уровнем шума (т. е. с теми же
погрешностями, но вобласти высоких пространственных частот). Шум увеличивается при введении вопти
ческий тракт очередной дополнительной поверхности, необходимой для коррекции аберраций. Поскольку
сложность оптической установки возрастает по мере универсализации выполняемых ею функций, целесо
образнее и легче создавать высококачественные однофункциональные приборы.
Удорожание продукции и искажения изображений на интерферограммах вынуждают производителей
минимизировать количество оптических элементов и стремиться к достижению лучшей коррекции аберра
ций волновогофронта. Это позволяет модифицировать и агрегатироватьоптические приборы. Если, напри
мер. образцовая сфера, предназначенная для испытания сферических поверхностей, не юстируется долж
ным образом, будучи вмонтированной в оптический прибор, то измеряемый волновой фронт может содер
жать кому и астигматизм. К погрешностям измерений волнового фронта приводят и расфокусировка систе
мы при калибровке и при выполнении измерений. С другой стороны, оптический прибор с высокой степе
нью коррекции аберраций можетоказаться за счет увеличения числа поверхностей и возрастания уровня
когерентного шума менее «устойчивым» при возникновении погрешностей высоких порядков.
Следовательно, при проектировании лазерного интерферометра должен быть достигнут компромисс
между качеством волнового фронта с одной стороны и возможностями корректировки волнового фронта,
компоновкой прибора — числом и местоположением оптических поверхностей — с другой.
3.2.2Инструментальные погрешности интерферометра и принцип совмещенного оптическо
го пути
Трудность выполнения прецизионных измерений может привести к ошибочному выводу о невозмож
ности получения надежного результата измерений. Инструментальная погрешность прибора не должна
превышать ожидаемой погрешности измеряемой характеристики или свойства объекта. В качестве приме-
5