Цоколевка и проверка эоп

Электронно-оптический преобразователь 3 уста­навливают в цоколе, представляющем собой латунную оправу 1, заливая его токопроводящей цоколевочной мас­сой 2 (рис. 3).

Рис. 3 Электронно-оптический преобразователь в оправе.

Цоколь прикрепляют к каретке при­бора, перемещающейся по направляющим при помощи выверочных или отсчетных винтов в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, перпендику­лярной оптической оси объектива прибора. Это устрой­ство можно сравнить с отсчетным устройством винто­вочного прицела.

Перед установкой ЭОП внутренние поверхности цо­коля тщательно обезжиривают и протирают ватным там­поном, смоченным ректификованным спиртом.

Цоколевочную токопроводящую массу, составленную на основе свинцового глета, приготовляют в фарфоровых чашечках непосредственно перед цоколевкой ЭОП и в ко­личестве, необходимом для заливки небольшой партии.

Все крепежные отверстия в цоколе перед заливкой цоколевочной массы должны быть тщательно защищены бу­мажными прокладками от попадения в них цоколевочной массы.

При цоколевке осуществляют центрирование марки фотокатода ЭОП относительно наружных посадочных по­верхностей цоколя. Эту операцию выполняют на специальном контрольно –юстировочном приборе.

Согласование визирной линии прибора с его посадочными местами и направлением светового пучка прожектора

Направление и точность ориентирования ви­зирной линии оптико-электронного прибора относительно механических баз (посадочных мест) изделия и направления светового пучка (осевой силы) прожектора зависят от назначения и конструкции данного изделия. В большей части приборов ночного видения визирная линия парал­лельна посадочной поверхности прибора и направлена вдоль максимального светового потока прожектора.

Визирную линию прибора относительно его посадоч­ных мест юстируют на специальном контрольно-юстировочном приборе (рис. 4), состоящем из широкоугольного коллиматора и кронштейна, имеющего посадоч­ные места для испытуемых приборов определенного типа.

Рис. 4 Широкоугольной коллиматор для проверки ночного прицела.

Коллиматор, закрепленный на основании 8 контрольно-юстировочного прибора, имеет широкоугольный объек­тив 5, в фокальной плоскости которого установлена сетка 4. Сетка изготовлена фотопутем и имеет" на черном фоне прозрачные штрихи перекрестия и шкал. Цена деления шкалы составляет 0—00,5 (l', 8), каждое десятое малое деление оцифровано.

Свет от лампочки l, помещенной в фокусе зеркального отражателя 2, через ИК-светофильтр 3 освещает сетку 4 и через объектив 5 попадает в объектив проверяемого при­бора 6. Этот прибор закрепляют на посадочных местах кронштейнов 7, установленных параллельно визирной линии коллиматора.

На данном контрольно-юстировочном приборе, кроме юстировки и контроля визирной линии испытуемых при­боров, также проверяют угол поля зрения, увеличение (в комплекте с зрительной трубкой), величину перемеще­ния отсчетных механизмов, выверочных кареток и перемещения ЭОП, увод линии визирования прибора при пере­мещениях ЭОП.

Угол поля зрения и увеличение испытуемого прибора измеряют по шкалам сетки 4 коллиматора.

Качество сборки отсчетных механизмов или вывероч­ных кареток ЭОП проверяют в следующей последователь­ности.

Наблюдая в окуляр контролируемого прибора 6, вра­щают маховички отсчетного (или выверочного) механизма и перемещают ЭОП в двух взаимно перпендикулярных направлениях до тех пор, пока центр марки ЭОП не будет совмещен с центром перекрестия сетки 4 коллиматора. Такой установкой ЭОП совмещают визирную линию про­веряемого прибора с визирной линией коллиматора.

Последовательными вращениями маховичков отсчет­ного (или выверочного) механизма испытуемого прибора центр марки ЭОП перемещают вначале вдоль горизон­тального штриха, а затем — вдоль вертикального штриха перекрестия коллиматора. Наблюдаемое при перемещении ЭОП смещение центра марки с линией перекрестия из­меряют по шкале коллиматора и определяют увод линии визирования прибора в горизонтальной плоскости и от линии отвеса. Недопустимый увод линии визирования ис­правляют путем разворота направляющих каретки ЭОП в корпусе испытуемого прибора.

Центр марки ЭОП вновь устанавливают по центру пере­крестия коллиматора, визирная линия которого парал­лельна посадочным местам кронштейна 7. Напротив соот­ветствующих индексов устанавливают нулевые деления шкал вертикального и горизонтального винтов отсчетного механизма прибора. В выверочных механизмах, пере­мещающих ЭОП во время юстировки прибора, закрепляют винты гайками и другими деталями, обеспечивающими жесткое соединение механизма. В результате визирная линия прибора ночного видения будет установлена па­раллельно базирующим (посадочным) местам, имеющимся на корпусных деталях прибора.

Допустимая величина непараллельности визирной ли­нии базам прибора указывается в ЧТУ для каждого типа изделия.

При сборке приборов ночного видения проверяют мак­симальную (осевую) силу и углы рассеяния инфракрасного пучка лучей, выходящих из прожектора.

Лекция№13.

Сборка и юстировка интерферометров.

Принцип устройства интерферометров.

Существует два основных способа разделения световой волны: по фронту (интерференция Френеля) и по амплитуде (интерференция Ньютона).

Интерференцию Френеля используют, в интерферометре Релея, а интерференцию Ньютона - в интерферометрах Майкельсона, Жамена и др.

Интерферометры первой группы просты и сравнительно мало чувствительны к вибрациям, что в свою очередь позволяет не предъявлять особо высоких требований к жесткости их конструкций.

Достоинством же интерферометров второй группы является то, что они позволяют работать с широким, а иногда и с неограниченным источником света, что обеспечивает значительно более яркую интерференционную картину. Правда, это различие исчезает при использовании лазеров, которые, представляя собой яркие источники света с весьма малыми угловыми размерами, обеспечивают получение контрастной и яркой картины в интерферометрах обоих типов.

При разработке интерферометров важно правильно назначить допуски на основные параметры оптической детали, определить пределы и чувствительность рабочих и юстировочных перемещений его узлов, установить, какова должна быть устойчивость интерферометра к вибрациям и к изменениям температуры. От выполнения этих требований зависит контрастность наблюдаемой интерференционной картины, надёжность работы интерферометра и тем самым, точность измерений, производимых с его помощью.

1. Оптические детали интерферометров второй группы должны быть изготовлены с более высокой точностью, чем для интерферометров первой группы, для которых небольшое искривление интерференционных полос (0,1-0,2 полосы) часто не влияет на точность измерения.

2. В интерферометрах первой группы более опасны самопроизвольные смещения полос из-за вибраций или изменения температуры, что заставляет обращать особое внимание на жесткость конструкции интерферометра и на постоянство температуры двух его ветвей во время эксплуатации. Интерферометры второй группы менее чувствительны к вышеуказанным факторам.

Всё сказанное выше относится к интерферометрам, работающим в монохроматическом свете. При использовании источника с широким спектральным диапазоном излучения приходится предъявлять дополнительные требования к равенству толщин стекол в двух ветвях интерферометра и особенно к плоскопараллельности его пластин.

Основные и вспомогательные оптические детали.

Основными называют те детали интерферометра, которые стоят на пути разделенных пучков лучей, начиная от места их разделения и заканчивая местом их соединения, а вспомогательными – те детали, через которые проходят пучками лучи до их разделения (линзы осветителя, объектив коллиматора, окуляр зрительной трубы и т. д.).

Так, в интерферометре Майкельсона основными деталями являются разделительная и компенсационная пластина и два зеркала. В интерферометре Релея следует считать как пластины кювет и компенсатора, так и объективы коллиматора и зрительной трубы. Очевидно, что требования к точности изготовления и установки в заданные положения основных деталей должны быть значительно более жесткими, чем для вспомогательных деталей.

Правильность формы и контрастность полос, наблюдаемых в интерферометрах Ньютоновского типа определяются главным образом, качеством поверхностей основных оптических деталей, хотя существенное значение имеют и другие их параметры (однородность стекла, толщина и клиновидность пластин, качество светоделительных покрытий и др.). При наличии линз и объективов важную роль играют их аберрации и дефекты сборки.

Заготовки стекол для изготовления оптических деталей.

Абсолютные значения показателя преломления стекла n_D и его средней дисперсии n_F-n_C в большинстве случаев не имеют существенного значения и должны учитываться лишь при изготовлении измерительных компенсаторов.

Требования к точности установки основных оптических деталей.

Смещение деталей вдоль оптической оси.

Такие смещения могут вызывать как перемещения, так и искривление полос равной толщины. а иногда то и другое одновременно. В некоторых случаях смещение преломляющих деталей не сказывается на интерференционной картине, и требования к расположению таких деталей определяются лишь конструктивными соображениями. Смещение преломляющих деталей (например, компенсационной пластины в интерферометре Майкельсона) не вызывает изменение разности хода. Поэтому точной фиксации и закрепления этих деталей обычно не требуется.

Смещение деталей в направлениях, перпендикулярных к оптической оси.

Эти смещения могут привести к сдвигу или к изменению направления пучков лучей. Это приводит к изменению ширины и направления полос равного наклона или к изменению контрастности картины равной толщины.

Роль расфокусировки коллиматора.

Деформации волнового фронта, выходящего из коллиматора, остаются примерно одинаковыми для обоих интерферирующих волн и в первом приближении не влияют на форму или контрастность наблюдаемых интерференционных полос.

Требования к механическим узлам.

Основные требования к конструкции интерферометров аналогичны требованиям, предъявляемым к другим оптическим приборам для точных измерений, но, как правило, более строгие.

Эти требования могут быть сведены к следующим:

1. Необходима жесткая связь всех основных узлов интерферометра;

2. Надлежит обеспечить максимально меньшую чувствительность интерферометра к колебаниям температуры;

3. Число регулирующих устройств для перемещений и поворотов деталей интерферометров должно быть минимальным, а сами устройства должны обеспечивать требуемую чувствительность перемещений деталей в заданных пределах при высокой стабильности их в фиксированных положениях.

Жесткость конструкций.

Если узлы интерферометра связаны между собой не жестко, то вибрации в помещении, в котором он установлен могут привести к понижению контрастности интерференционной картины и даже к её исчезновению. Возможны и самопроизвольные смещения полос, что приводит к значительным ошибкам измерений. Поэтому узлы интерферометра обычно закрепляют на общем массивном основании или в общем корпусе. При этом изменение расстояний между ответственными узлами из-за случайных толчков или тряски не должно превышать 0,03 мкм.. Для уменьшения чувствительности интерферометра к вибрациям его следует устанавливать на амортизаторах. Крупногабаритные интерферометры должны иметь, кроме того, специальные фундаменты.

Изменение температуры.

Неучтенные температурные изменения могут вызвать значительные погрешности измерений, выполняемых с помощью интерферометров. Следует различать три вида температурных погрешностей, вызываемых,

во-первых, изменением размеров или других параметров исследуемого объекта вследствие его нагрева;

во-вторых, неравномерным расширением двух ветвей интерферометра;

в-третьих. изменением плотности воздуха на пути интерферирующих пучков лучей.

Второй вид температурных погрешностей, из-за них происходит смещение интерференционных полос, которое может непосредственно войти в погрешность измерений. Если с помощью интерферометра измеряют перемещение нулевой полосы в белом свете, то говорят о погрешности смещения нуля прибора.

При выполнении точных линейных измерений необходимо, чтобы за время измерения смещение нуля не превышало 0,05 ширины полосы, для чего изменение разности длин ветвей интерферометра должно быть не более 0,015 мкм..

Неравномерное нагревание частей интерферометра может вызываться действием осветителя, воздушными потоками помещения, а также естественным ИК излучением измерителя.

Третий вид температурных погрешностей. Как известно, показатель преломления воздуха зависит от температуры. Поэтому при изменении температуры воздуха изменяется и оптическая длина пути лучей в интерферометре, что заставляет вносить поправку в результат измерений. Эта поправка пропорциональна длине пути луча в воздухе, т.е. наиболее существенна для измерения больших перемещений.

Регулирующие устройства.

Линейные и угловые перемещения узлов интерферометра можно разделить на рабочие(т.е. происходящие в процессе работы с интерферометром) и юстировочные, применяемые при сборке интерферометров.

Рабочие перемещения нужны для настройки интерферометра непосредственно перед проведением измерений.

Юстировочные, необходимы для установки в заданные положения оптических деталей, неподвижных в процессе работы интерферометра, а также для обеспечения требуемой точности рабочих перемещений. Например в некоторых случаях углы наклона кареток вокруг двух осей, перпендикулярных к направлению движения, не должны превышать 1.

Юстировка интерферометров и работа с ними.

Юстировка каждого интерферометра имеет свои особенности. Всё же можно сформулировать некоторые общие требования к юстировке интерферометров разных типов и указать на основные способы этих требований.

Этапы юстировки.

Процесс юстировки интерферометров обычно содержит следующие этапы.

1. Предварительно устанавливают разделительные пластины и зеркала, а так же коллиматор так, чтобы пучки лучей шли примерно по заданным траекториям (например, вдоль разметочных линий на основании интерферометра). Так, в интерферометре Майкельсона пучок лучей, выходящий из коллиматора, должен идти параллельно направлению перемещения подвижного зеркала, а отраженный от зеркала пучок должен возвращаться обратно по тому же направлению. Для выполнения этих требований объектив коллиматора закрывают непрозрачной диафрагмой с малым отверстием в центре (1-2 мм.), а на подвижной каретке устанавливают экран с таким же отверстием. Наклонами коллиматора и смещениями экрана перпендикулярно к оси пучка добиваются того, чтобы узкий пучок лучей проходил через отверстие в экране при расположении его как вблизи коллиматора, так и на возможно большом удалении. После этого закрепляют коллиматор, а на подвижной каретке устанавливают зеркало.

2. Более точно устанавливают зеркала так, чтобы пучки лучей, выходящих из интерферометра, были параллельны друг другу. Для этого помещают за интерферометром зрительную трубу и наблюдают два изображения малого светящегося отверстия в диафрагме, находящейся в фокальной плоскости объектива коллиматора. Микрометрическими наклонами одного из зеркал совмещают эти изображения.

3. Обеспечивают наложение друг на друга соответственных лучей. Для этого ограничивают диафрагмой пучок лучей, выходящий из коллиматора, с тем, чтобы исключить диафрагмирование лучей на их пути в двух ветвях интерферометра.

4. Включают источник монохроматического света и наблюдают интерференционные полосы равной толщины. Наклонами зеркал получают требуемые ширину и направление полос. Для получения контрастных полос при большом угловом размере источника света производят более точное совмещение соответствующих лучей, одновременно наблюдая интерференционную картину.