1) Идеальная аберрационная коррекция в компенсационной системе;

2) Простота и технологичность конструкции компенсатора;

3) Возможность надежной аттестации компенсатора и проверки правильности его установки в компенсационной системе.

Большинство компенсаторов имеют индивидуальное назначение, также бывают компенсаторы универсального типа и вариокомпенсаторы.

Наиболее простую конструкцию имеют индивидуальные компенсаторы.

Они состоят из закрепленных неподвижно оптических элементов.

Универсальные компенсаторы создают различные по форме волновые

фронты за счет их перемещения в гомоцентрическом пучке лучей.

Вариокомпенсаторы содержат подвижные компоненты внутри оптической системы компенсатора, поэтому они также создают разные волновые фронты.

Для реализации компенсационного метода необходимо, чтобы кривая сферической аберрации компенсатора полностью совпала с кривой аберраций нормалей к АП. Тогда волновой фронт, выходящий из компенсатора, будет своеобразным пробным стеклом, налагаемым

на контролируемую АП.

Формула для вычисления продольных аберраций нормалей к АП:

Многие известные компенсаторы разработаны так, что на входе в компенсационную систему требуется гомоцентрический пучок лучей (сферический волновой фронт). В таком случае диаметр компенсатора

ограничивается только технологическими препятствиями при его изготовлении. Однако при использовании такого компенсатора требуется точно выдерживать расстояние от компенсатора до вершины

гомоцентрического пучка лучей.

С точки зрения практического применения выгодны компенсаторы, на входе в которые требуется параллельный пучок (плоский волновой фронт). Здесь расстояние от компенсатора до предшествующего элемента оптической системы интерферометра безразлично. Ограничения по диаметру таких компенсаторов накладывают не только технологические трудности, но и отсутствие коллимирующих объективов требуемого диаметра.

Самые простые по конструкции компенсаторы – это границы раздела двух сред, пластины, одиночные линзы, содержащие только сферические и плоские поверхности, и сферические зеркала. Они обладают ограниченными коррекционными возможностями, поэтому их применение не всегда возможно. Среди простейших компенсаторов можно выделить такие, для которых известна точная формула для расчета вносимых ими продольных аберраций.

Конструкции компенсаторов:

1. Менисковая линза 6, выпуклая поверхность p2 которой выполняет функцию компенсатора нормалей ап, а вогнутая поверхность p1 используется для создания эталонного волнового фронта.

Для диаметров контролируемых АП свыше 130 мм такой компенсатор становится

нетехнологичным, так как его поверхности нельзя контролировать пробными стеклами. Для АП большого диаметра при расчете компенсационной системы воздушный промежуток между компенсирующей и контролируемой поверхностями увеличивают, оставив диаметр компенсатора в пределах его технологичности. Такое решение возможно при использовании в интерферометре лазерного источника излучения с большой длиной когерентности.

2. Если контролируемая АП представляет собой вогнутый эллипсоид, аберрации нормалей к эллипсоиду идеально компенсируются аберрациями плоской границы раздела двух сред, причем эксцентриситет эллипсоида связан с показателем преломления стекла компенсатора соотношением: 𝑒 = 1⁄𝑛 ; Первая по ходу лучей оптическая поверхность эталон-компенсатора 6 оказывается выпуклой сферической, отраженные поверхностью Р1 лучи формируют сферический

эталонный волновой фронт, а лучи входящего пучка падают на эту поверхность по нормалям. Плоская поверхность эталон-компенсатора нарушает гомоцентричность преломленного пучка лучей. Поэтому на вогнутую эллиптическую поверхность Р2 контролируемой детали 7 падает рабочий пучок, лучи которого являются нормалями к эллипсоиду. Повторяя путь в обратном направлении, рабочий пучок лучей вновь приобретает гомоцентричность. При несоответствии формы контролируемого эллипсоида ее теоретическому профилю рабочий волновой фронт искажается. В результате взаимодействия рабочего и эталонного волновых фронтов возникает интерференционная картина. Таким образом, получается эталон-компенсатор в виде выпукло-плоской линзы, которая вполне технологична.

Очевидным недостатком компенсатора - плоской границы раздела двух сред можно считать то, что диаметры эталон-компенсаторов всегда близки к диаметрам контролируемых эллипсоидов. Это препятствует применению последней компенсационной системы для крупногабаритных эллиптических зеркал, которые используют в оптических системах астрономических приборов.

Кроме того, из приведенных выше формул следует, что диапазон эксцентриситетов

контролируемых эллипсоидов сравнительно мал - от 0,559 до 0,695, поскольку показатели преломления употребительных оптических стекол бывают от 1,44 до 1,79.

3. Для вогнутых АП большого диаметра возможно использование эталон-компенсатора в виде плосковыпуклой линзы, установленной в параллельном пучке лучей. При этом функцию эталонной поверхности выполняет его первая по ходу лучей плоская поверхность. Плоский эталонный волновой фронт формируется при отражении от плоской поверхности Р1 эталон-компенсатора. Выпуклая сферическая поверхность эталон-компенсатора обеспечивает

нормальное падение лучей на контролируемую поверхность Р2 детали 7. После отражения от поверхности Р2 и повторного преломления на сферической поверхности эталон-компенсатора рабочий пучок вновь становится параллельным. При взаимодействии рабочего и эталонного волновых фронтов возникает рабочая интерференционная картина, которая содержит

информацию о погрешностях формы поверхности Р2.