بخشی از مقاله
در این مقاله با طراحی یک مجموعهی اپتیکی جبرانکنندهی کامل تک عدسی، جبههموج تخت خروجی از یک تداخلسنج به جبههموج سهموی تبدیل خواهد شد و با استفاده از آن سطوح غیرکروی سهموی مورد آزمون قرار خواهد گرفت. در روشی که در این مقاله به آن پرداخته شده است، طراحی جبرانکنندهی کامل با استفاده از تنها یک تک عدسی انجام شده است که در آن یک سطح تک عدسی، غیرکروی میباشد.
با تک عدسی شدن جبرانکننده، در مقایسه با جبرانکنندهی دو عدسی، نیازی به تنظیم دقیق فاصلهی بین دو عدسی، تنظیم دقیق هممرکزی و همراستایی دو عدسی نخواهد بود و به این طریق دقت اندازهگیری افزایش چشمگیر خواهد یافت. همچنین با تک عدسی شدن جبرانکننده، خطای سطوح عدسیها و همچنین خطای ناشی از همگنی مادهی اپتیکی کاهش خواهد یافت.
مقدمه
در سامانههای تصویربرداری با قطر دهانهی بزرگ نظیر تلسکوپها، استفاده از سطوح اپتیکی غیرکروی اجتناب ناپذیر است. به منظور ساخت سطوح غیرکروی، لازم است دقت سطح به روشی دقیق اندازهگیری شود، .[3,4,5] در [1] و [2]، به آزمون سطوح سهموی با طراحی جبرانکنندهی کامل دو عدسی پرداخته شده است. در این مقاله یک روش تداخلسنجی ارائه خواهد شد که در آن با استفاده از تنها یک تک عدسی با قطر D=40mm، امکان اندازهگیری دقت یک سطح سهموی با قطر D=190.0mm ، شعاع R=434.6 mm و ثابت مخروطی k=-1.0 فراهم خواهد شد.
جبرانکنندهی تک عدسی طراحی شده یک سطح کروی با شعاع R=71.07 mm و یک سطح غیرکروی با شعاع R=248.78mm و ثابت مخروطی k=54.8 دارد . در این مقاله، در مقایسه با [1] و [2]، نیازی به انجام دقیق تنظیمات مربوط به فاصلهی دو عدسی و همچنین تنظیمات دقیق هم مرکزی و همراستایی دو عدسی نخواهد بود و از این طریق دقت اندازهگیری افزایش محسوس خواهد یافت. همچنین به دلیل تک عدسی شدن جبرانکننده، تاثیر خطای سطوح اپتیکی و همچنین همگنی مواد اپتیکی در اندازهگیری نیمرخ سطح سهموی مورد آزمون کاهش خواهد یافت.
طراحی چیدمان آزمون
در شکل1 چیدمان آزمون سطح سهموی، در نرم افزار طراحی اپتیکی Zemax، [6]، دیده میشود. اطلاعات مربوط به طراحی این مجموعه در شکل2 دیده میشود. در این چیدمان، جبههموج تخت خروجی از تداخلسنج بر تک عدسی جبرانکننده وارد و جبههموج سهموی به منظور آزمون سطح سهموی، از آن خارج خواهد شد. شکل:2 اطلاعات مربوط به طراحی مجموعهی جبران کنندهی کامل تک عدسی در نرمافزار Zemax همانگونه که در الگوی تداخلی شکل3 دیده میشود، جبران کنندهی طراحی شده، با بیشینهی ناهمواری برابر با - 0.6328ʽm - PV=0.003518 ، از دقت بسیار بالائی برخوردار است.
-3 تحلیل حساسیت چیدمان -1-3حساسیت چیدمان به وجود خطا درضخامت مرکزی جبرانکنندهی تک عدسی با اعمال خطا در ضخامت مرکزی عدسی جبران کننده به میزان 0.05mm ، در پنجرهی شکل5، الگوی تداخلی مشابه شکل6 خواهد شد. همانگونه که در این الگو دیده میشود، تاثیر این خروج از تلرانس در اندازهگیری دقت سطح سهموی مورد آزمون ناچیز میباشد.
-2-3 حساسیت چیدمان به وجود خطای هممرکزی عدسي جبرانکنندهي کامل با اعمال خطای هممرکزی در عدسی جبرانکنندهی کامل به میزان 0.008333œ=30arcsec، در پنجرهی شکل 7، الگوی تداخلی مشابه شکل8 خواهد شد. همانگونه که در این الگو دیده میشود، تاثیر این خروج از تلرانس در اندازهگیری دقت سطح سهموی مورد آزمون ناچیز میباشد. همچنین در صورت اعمال خطا به میزان 0.05mm در شعاع سطح غیرکروی عدسی جبرانکننده، در پنجرهی شکل11، الگوی تداخلی مشابه شکل12 خواهد بود. همانگونه که در این الگو دیده میشود، تاثیر این خروج از تلرانس در اندازهگیری دقت سطح سهموی مورد آزمون ناچیز میباشد.
-3-3حساسیت چیدمان به وجود خطا در شعاع سطوح عدسی جبرانکنندهی کامل با اعمال خطا به میزان 0.03mm در شعاع سطح کروی عدسی جبرانکننده، در پنجرهی شکل9، الگوی تداخلی مشابه شکل10 خواهد بود.
