Компьютерно-синтезированные голограммы для контроля асферической оптики

ФГБУН Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН)

Краткое описание:

Синтезированная голограмма (СГ) представляет собой плоскую подложку из кварца или ситалла, на которой изготовлена дифракционная микроструктура. Микроструктура рассчитывается на компьютере, затем переносится на поверхность подложки методам прецизионной лазерной литографии и ионного травления. Преимуществом СГ по сравнению с классическими оптическими системами является то, что СГ позволяет создавать практически любой наперед рассчитанный волновой фронт. При этом, на одной СГ может быть одновременно изготовлено несколько вспомогательных дифракционных структур, используемых для юстировки схемы. Поэтому, системы на основе СГ гораздо надежнее и проще в настройке по сравнению с многолинзовыми объективами. Недостатком СГ является то, что они работают на одной длине волны. Поэтому, они используются, в основном, в интерферометрии. Такие СГ позволяют проводить высокоточный контроль объективов, асферических зеркал и их сегментов, а также цилиндрических и конических поверхностей. В ИАиЭ СО РАН разработаны методы расчета и изготовления высокоточных СГ диаметром до 300мм, обеспечивающие точность контроля оптических поверхностей 25-30нм.

Синтезированная голограмма (СГ) – это оптическая пластинка, на одной из сторон которой нанесена дифракционная структура, рассчитанная с помощью компьютера и изготовленная методами прецизионной лазерной литографии и ионного травления. СГ позволяет осуществлять высокоточное преобразование формы волнового фронта лазерного излучения и обеспечить дистанционный (расстояние 10-15 метров и более) трёхмерный нанометрический (точность 2-5 нм) контроль формы сферических, асферических и нетипичных оптических поверхностей большого размера в условиях производства (т.е. при наличии дестабилизирующих факторов).

В ИАиЭ СО РАН разработаны методы расчета и изготовление СГ для высокоточного контроля асферических поверхностей c использованием лазерного интерферометра.

Пример использования СГ в качестве корректора волнового фронта лазерного интерферо-метра Физо (а) и внешний вид типичной СГ для контроля асферического зеркала. СГ преобразует сферический волновой фронт на выходе интерферометра в асферический.

Технико-экономические преимущества

Применение для контроля асферики комбинированных компьютерно-синтезированных голограмм  совмещающих в одной дифракционной структуре несколько оптических элементов интерферометра, что обеспечивает снижение стоимости устройства, высокую точность измерений, возможность контроля с нанометровой точностью крупногабаритных изделий, например: зеркал телескопов в условиях производства. Принципиально новым также является метод синтеза прецизионных голограмм с использованием круговой лазерной записывающей системы (диаметр СГ до 300 мм, минимальные размеры структуры 0.5 мкм, точность 20-50нм), позволяющий сертифицировать изготавливаемую голограмму.

Области применения: Оптическое приборостроение, астрономия, научные исследования.

Уровень практической реализации: Научно-техническая документация, технология изготовления, опытные образцы.

Патентная защита:

  1. Патент на изобретение №2186336 “Интерферометр для измерения формы поверхности оптических изделий”
  2. Патент на полезную модель №135115 “Интерферометр для контроля формы оптических поверхностей”
  3. Патент на полезную модель №157299 “Устройство для регистрации индикатриссы рассеяния излучения от контролируемой поверхности”

Коммерческие предложения: Расчет, изготовление и поставка СГ под заказ. Контроль асферики заказчика. Продажа лицензии.

Ориентировочная стоимость: Определяется после согласования технического задания.

 

Контактные данные:

Инновационный отдел ИАиЭ СО РАН
Тел. +7(383) 330-83-00
e-mail: innovation@iae.nsk.su