Метод контроля главного зеркала

[ekvi]

Прошу ознакомиться, и ответить

К сожалению, ознакомиться невозможно: см. илл.
Требуется изложение ВСЕЙ методики, включая программу обсчёта результатов измерений, поскольку вновь фантазировать на тему "зональный интерферометр" энтузиазм пропал.
Могу только добавить: в Лекциях ОФООП , с. 192: https://disk.yandex.ru/i/_uSmgbnyB1hr2Q
приводится Аберрометр (см. илл.2), который использует то же самое свойство интерференции от 4х отверстий, расположенных на одной зоне. Это, действительно, существенно повышает точность измерения продольных аберраций. Только сам метод остаётся на том же, геометрическом уровне и к "интерференции" имеет косвенное отношение. Применение цифровой матрицы - ещё один плюс к повышению точности измерения продольных аберраций - либо в реальном времени, либо при пост-программной обработке. В любом случае, как представляется, метод "рукопашный" и будет значительно уступать освоенным всеми ЛА ИГ-методам.
Точность в 0.004 мкм определения формы профиля "методом зонального интерферометра" имеет право на существование, пожалуй, для зеркал 1 : 6 (интуитивно и по личному опыту).

[M_Z]

в Лекциях ОФООП

Таблица 22.1 (стр.225)
Рассмотрим колонку "Теневой метод". Все измерения проводим на фотоаппарате или ПЗС-камере (гистограммы) с вводом в компьютер.
Мы можем улучшить эти показатели, если проводить многократные измерения - 100-1000шт. (автоматом)?
Точность позиционирования лезвия у нас допустим 0,01мм (часовой механизм), точность позиционирования по краю зеркала допустим 0,1мм (вопрос - сколько пикселей?). И дальше по гистограммам находим переходы с черного в белое (серый) слева и переходы с белого в черный (серый) справа - и эти серые по гистограммам можно определить, наверное, достаточно точно. И наверное, они подчиняются статистическому закону распределения (белый шум). Это все для точки. Автоматом можно эти измерения проводить сотнями. И все эти измерения, вполне возможно, можно провести, допустим, по маске Ричи. И все это можно провести и по методу щель-нить. И по усреднению получить какой-то профиль поверхности.

[ekvi]

Мы можем улучшить эти показатели, если проводить многократные измерения - 100-1000шт. (автоматом)?

Да. Но для этого придётся соорудить автоматизированный стенд.
По-моему, рациональнее потратить усилия на создание интерферометра, аналогичного подвальскому, но неравноплечего, более универсального.

[M_Z]

Да. Но для этого придётся соорудить автоматизированный стенд

Ведь с помощью шаговых двигателей с прицезионным винта и ПЗС-матриц можно получить достаточно высокую точность повторяемости результатов.
Но интерферометр дает лямда/12 (и обсчет необходимо проводить на компьютере, и для него требуется светоделительный кубик и точный эталон, и все они участвуют в обсчете интерферограммы, как и для компенсационной схемы требуется эталонное зеркало).
А на сколько реально мы можем улучшить точность статистикой? Хотя бы для 1:4, 1:3. А для этого требуется только программное обеспечение и точный механизм. А каким способом тогда получают точность для двух-/трехзеркальных систем (ведь для каждого зеркала требуется хотя бы лямда/8), если интерферометр только лямда/12? Или его тоже можно точнее?

[Gleb1964]

Мы можем улучшить эти показатели, если проводить многократные измерения - 100-1000шт. (автоматом)?

Систематическая ошибка при этом не улучшается, а именно она будет ограничивать точность измерений. Повторяемость измерений это не точность. На светосильных зеркалах, при измерениях продольных аберраций, превалирующей ошибкой становится систематическая погрешность измерения зон, а не самих продольных.

[M_Z]

1. С помощью точного винта мы можем продольные оберации выставлять с точностью 0,01 многократно сотни раз.
2. Определение зон. Гистаграмма переход с белого в черное слева и с черного в белое справа в обсти серого имеют максимальную крутизну и найти их одинаковое значение и определить их точное совпадение современными средствами не должно представлять большой трудности, а это и будет нужная нам зона. Вот в этом и кроется насколько точно мы можем точки серого сравнить.

[ysdanko]

А на сколько реально мы можем улучшить точность статистикой? Хотя бы для 1:4, 1:3. А для этого требуется только программное обеспечение и точный механизм.

Для таких измерений в первую очередь потребуется очень хороший обьектив свободный от всех полевых аберраций и в первую очередь от дисторции. ИМХО.

[M_Z]

Для таких измерений в первую очередь потребуется очень хороший обьектив свободный от всех полевых аберраций и в первую очередь от дисторции. ИМХО.

Скажите, для измерения и обсчета интерферограмм тоже нужен хороший объектив? И что значит хороший? Подойдет, например, индустар-61? Или еще какой из фотообъективов?

[ysdanko]

Для ИГ особых требований к обьективу не требуется, так как  формирования интерференционной картины завист исключительно от качества  опорного волнового фронта и исследуемой поверхности.
У вас другой случай. Вы предлагаете, по картинке, которую строит обьектив, измерять положение зоны и уже по этим измерениям оценить точность поверхности. А в этом случае  обязательно придется учитывать и аберрации самого обьектива. так как аберрации могут существенно влиять на точность измереня положения зоны на исследуемой поверхности И эти аберрации не должны быть больше той точности с которой вы собираетесь оценивать ОП. То есть быть не хуже, чем Л/4.

Интерференционные методы и то что вы предлагаете принципиально отличаются друг от друга.
Для примера, возмем случай интерференции на пробных стеклах и получим так называемую "солому", в этом случае для оценки точности поверхности не потребуется вообще никаких измерений.  То есть не требуется вообще ни какого обьектива в измерительном канале. 

[vomitron]

При чем здесь Л/4 объектива? Точность зависит только от дисторсии, дисторсия полностью исправляется обработкой.
Все очень просто, какбэ. Если 100 лет назад с ручными измерениями положения ножа и оценкой зон на глаз люди умудрялись делать астрономические зеркала, то с компьютером, многомегапиксельной 14-битной матрицей и знаниями вычислительной математики... Сами прикиньте, какая достижима точность.

[ysdanko]

дисторсия полностью исправляется обработкой.

Но что бы ее устранитьобработкой, ее сначала придется определить. и с не меньшей точностью, чем Л/4.

[vomitron]

Её нужно устранить в той мере, в какой она заметна, то есть все упирается в размер пикселя. Делается это автоматически, по серии фотографий шахматной доски, например.

[ysdanko]

По любому придется заниматься "калибровкой" обьектива. И это может оказаться не менне сложным, чем изготовить интерферометр с совмещенными опорными измерительным каналами.
Ну и помнить, что какую статистику не наводи на децеметровую линейку, миллиметр она все равно не измерит.

[библиограф]

дальше по гистограммам находим переходы с черного в белое (серый) слева и переходы с белого в черный (серый) справа - и эти серые по гистограммам можно определить, наверное, достаточно точно.

Д.Д. Максутов в своей книжке Теневые методы исследования оптических систем описал свой количественный теневой метод, очень трудоемкий вряд ли им кто-то пользовался
в практической работе.
Сейчас всё стало намного проще, и у проф. В.К. Кирилловского в ИТМО количественный теневой метод разрабатывали детально
https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennyy-kolichestvennyy-tenevoy-metod-s-primeneniem-sredstv-kompyuternyh-tehnologiy
https://www.dissercat.com/content/razrabotka-i-issledovanie-kolichestvennogo-tenevogo-metoda-osnovannogo-na-primenenii-sredstv
Китайцы тоже интересуются
https://www.sci-hub.ru/10.1117/12.835808
Более ранняя статья,
https://www.sci-hub.ru/10.1117/12.48836

[ysdanko]

Сейчас всё стало намного проще, и у проф. В.К. Кирилловского в ИТМО количественный теневой метод разрабатывали детально

У Кириловского совершенно другой подход и метод, чем обсуждаемый в этой теме.

[библиограф]

 Тут особо нечего обсуждать: все можно описать одной фразой
Пристроили шаговый моторчик, он двигает нож взад - вперед, а
камера снимает теневую картину.
Все это гордо называется Robo Foucault 
https://www.cloudynights.com/topic/605687-real-time-unmasked-foucault-fip-n-diff-software/
http://www.allenmaroney.com/allen/Robo/Robo.htm

[M_Z]

наводи на децеметровую линейку

Зная точный диаметр заготовки зеркала 0,1мм можно, приложив линейку горизонтально и под 45гр откалибровать полностью тракт объектив-матрица ПЗС-матрица монитора. Принимаем, что матрицы у нас имеют абсолютно точные размеры хотя бы по горизонтали.
Fidel, если не трудно, сообщите, для измерения интерферограмм каким объективом Вы пользуетесь и проверяли ли его на дисторсию и другие искажения?
Мы привязываем перемещения шагового мотора (продольные оберации) к серым переходам справа и слева на Фукограмме.
Вопрос к математикам и другим спецам: измерения линейки - действительно стационарный процесс, а измерения серого - явно не стационарный процесс (возможен белый шум), поэтому статистика должна работать? Кстати, совершенно не обязательно измерять в один и тех же точках продольных обераций.

[Fidel]

Требования ко всем элементам тваймана подробно изложил Дима Маколкин в специальной лекции для заинтересованных лиц - 2007 год, подвал. Объективчики подбирали-проверяли (2 шт) из диминых запасов. Также, частенько, съёмка ИГ велась различными бытовыми фотоаппаратами - мыльницами, зеркалками, телефонами. В подвале были опробованы в работе интерферометры с диф. на точке, физо со сфер. эталоном, твайманы различных конструкций, ваннометры, физо с плоским - одно и многолучёвка. И ещё несколько экзотических схем - теперь и не вспомнишь сразу.

Методика оценки эталоном об эталон?

Лекция "Земакс в любительской практике":

[M_Z]

съёмка ИГ велась различными бытовыми фотоаппаратами - мыльницами, зеркалками, телефонами

Fidel, благодарю.
Т.е. особых претензий к этим объективам не было.

[Fidel]

И сейчас тоже нет 

"Твайман первый" упакован и скоро год, как мирно спит в здоровенной коробке. Объективы эти, нужно полагать, там же. Их тут, интерферометров этих разных... по всем углам порассованы