Самодельный интерферометр

[Fidel]

//И, кстати, я бы не стал называть линзочку в этой схеме эталоном - она здесь таковой не является даже близко.

Не согласен. Является. Что по-вашему тогда создаёт эталонный фронт (фронт сравнения)? Когда опорный луч отражается от изделия и возвращается в линзу, на выходе из неё мы имеем расширяющийся пучок с которым и интерферирует аберрированный пучок. Разве не так?

[Gleb1964]

Ждал этот вопрос. А в теневом методе Фуко откуда возникает опорная сфера? Хотя, может это и не в тему.
В интерферометре Баса линзочка создаёт весьма несферический, отягощенный сферической аберрацией волновой фронт. А если ещё, как Вы сами указывали, линзочка стоит под углом к пучку - так ещё и астигматизм присутствует. В общем - кривой такой эталон, а работает. Дифференциальным методом можно и кривой линейкой мерять довольно точно. Здесь именно метод вытягивает

[Fidel]

В Фуко мы имеем дело с интерференцией? Не вижу аналогии.

[Gleb1964]

Центр кривизны сферического зеркала - апланатическая точка сферической поверхности, безаберрационная точка. Это в Басе важно, поскольку аберрации линзочки точно переносятся во второй фокус в тестирующем пучке - это позволяет взаимоскомпенсировать аберрации линзочки (сферическую и возможный астигматизм) с аберрациями в опорном пучке. После их взаимозачета остаётся волновой фронт зеркала +остаточные неточности взаимозачета. Ну, и астигматизм самой схемы как последствие отклонения от центра кривизны зеркала.

[Fidel]

Значит линзочка может быть сколь угодно паршивой? 

Если это так - тогда эталона нет. Если на линзу есть ограничения - она эталон 

---------------------------------
На практике, лучи в прямом и обратном ходе входят в линзочку существенно по-разному.

Что-то мне всё это не нравится... придётся, наверное, провести сравнение на практике 

[Boris Green]

Характерная величина смещения линзы с оси - десятые доли миллиметра. Ни в одной из любительских конструкций (которые мне попадались) не предусмотрены нормальные микро-подвижки линзы или источника.

Я готов сделать XY подвижки линзы-расширителя, но если будет простая методика выхода в нужную точку. Например, испытать эталонную сферу и добиться ровных полос на играмме, двигая линзу-расширитель.   

[Fidel]

Возможно проще двигать лазер.

[Gleb1964]

Значит линзочка может быть сколь угодно паршивой? 

Если это так - тогда эталона нет. Если на линзу есть ограничения - она эталон 

---------------------------------
На практике лучи в прямом и обратном ходе входят в линзочку существенно по-разному.

Что-то мне всё это не нравится... придётся, наверное, провести сравнение на практике 

Да, я полагаю, что есть ограничения - симметричность вносимых искажений, это есть условие компенсации этих искажений, что делает схему терпимой к несовершенству "эталона". Попробуйте такую линзочку вместо качественного микрообьектива в тваймане-грине, не прокатит. А в схеме Баса терпит.
В прямом и обратном ходе есть разница. Опорный луч, тот что прошёл через боковое ответвление, дополнительное зеркальце и попал на испытуемое зеркало где-то около центра - этот луч зеркалом промежуточно фокусируется на расстоянии R/2 от зеркала, а потом снова расходиться, перед тем, как попасть на линзочку. А тестирующий луч приходит на линзочку сколлимированным. При этом будет маленькая разница во вносимой линзочкой сферической аберрации. Но чем больше отношение радиуса зеркала к фокусному расстоянию линзочки, тем менее это существенно.

[INPan]

А ещё, мне кажется важен тот факт, что линзочка-«эталон» работает очень малой частью своей апертуры, равной эффективному диаметру луча лазера. Если умножить фокусное расстояние линзы на отношение диаметра светового пятна на стене к расстоянию от стены до передней фокальной плоскости линзы, мы плучим как раз диаметр луча. Зная диаметр луча, можно определиться, на сколько срезать край линзы для ещё большего сближения пучков. Правильно мыслю?

[INPan]

И вообще нужно стремиться к тому, чтобы пятно опорного пучка было таким, чтобы покрывало с небольшим запасом самое светосильное из испытуемых зеркал. Это будет способствовать увеличению яркости картинки и-граммы. А если пятно окажется слишком большим, то нужно брать более длиннофокусную линзу.
Правильно понимаю?

[Gera]

Центр кривизны сферического зеркала - апланатическая точка сферической поверхности, безаберрационная точка. Это в Басе важно, поскольку аберрации линзочки точно переносятся во второй фокус в тестирующем пучке - это позволяет взаимоскомпенсировать аберрации линзочки (сферическую и возможный астигматизм) с аберрациями в опорном пучке. После их взаимозачета остаётся волновой фронт зеркала +остаточные неточности взаимозачета. Ну, и астигматизм самой схемы как последствие отклонения от центра кривизны зеркала.

Все верно по самокомпенсации,  но до определенной степени. Фазовая помеха ведь мультипликативна (а не аддитивна) - воздействует сама на себя )      Т.е .  когда появляется даже  небольшая разность хода - и все рассуждения  выше могут быть несправедливыми. Например, (сферический) Физо имеет вполне определенные допуска по сферической аберрации на линзу коллиматора, хотя там тоже почти самокомпенсация.
Точная самокомпенсация  происходила бы при "испытании" ОВФ-зеркал, делающих фазовое сопряжение .

[ekvi]

Вставил для теста сферу R1000/D200 (D/F=1:2.5)

Gleb1964, "пощупайте", пожалуйста, в собранной схеме какую-нибудь асферику, например, параболоид с F/D =4 (R1600/D200).
Какие при этом остаточные ошибки покажет Земакс?

[Gleb1964]

Все верно по самокомпенсации,  но до определенной степени. Фазовая помеха ведь мультипликативна (а не аддитивна) - воздействует сама на себя )      Т.е .  когда появляется даже  небольшая разность хода - и все рассуждения  выше могут быть несправедливыми.

абсолютно с Вами согласен. Вижу, что схема Баса довольно хорошо работает из центра кривизны идеального сферического зеркала даже весьма большой светосилы. Однако подозреваю, что в случае асферики светосилу зеркала придется значительно ограничить, иначе полезут скопом все эти мультипликативные эффекты

[INPan]

Не являюсь инженером-оптиком, не владею специальной терминологией и поэтому наверно не всё понимаю, но рискну предположить, что на самом деле исследуя зеркало ваннометром, не возможно обеспечить равенство расстояний от исследуемого зеркала исходящей точки расширяющегося пучка и точки, в которой собираются лучи после отражения от зеркала с центром кривизны этого зеркала.
Причиной этому обходной, более длинный путь одного из лучей. В результате опорный расширенный волновой фронт, созданный линзой исходит из точки расположенной чуть ближе к исследуемому зеркалу, чем центр кривизны, и как следствие,собирается снова в точку, расположенную дальше центра кривизны. А программа, которая делает анализ не в курсе этого и считает, что исходящая и входящая точки расположены точно в центре кривизны зеркала. Отсюда могут возникнуть ошибки при анализе формы поверхности.

[Gleb1964]

Gleb1964, "пощупайте", пожалуйста, в собранной схеме какую-нибудь асферику, например, параболоид с F/D =4 (R1600/D200).
Какие при этом остаточные ошибки покажет Земакс?

вот картинка теста, парабола достаточно глубокая, пришлось отступить на 1.53мм от центра сферы R1600. Одна интерферограмма из центра, две - со смещениями линзы на 0.1мм по X и Y (при меньшем смещении все еще остаются замкнутые контура)
как видите, метрология по такой картинке весьма затруднительна

[INPan]

Ну  хорошо, получилась таким образом и-грамма идеальной параболы. Если теперь её отдать на анализ, должен получиться абсолютно плоский рельеф и Штрель 1?

[INPan]

А получилось вот что 

[INPan]

Тут скорее всего я просто что-то не так делаю, но даже по этой не правильной оценке видно влияние асимметрии картинки на точность анализа.

[Boris Green]

Если предположить, что симуляция для длины волны 550нм

[INPan]

Что же тогда я не так делаю? У меня штрел. получился 0.5. Чушь!