Результаты исследования свилей в деталях из ситалла СО-115М

Итогом измерительного процесса является построение для исследуемого образца карты локальных искажений волнового фронта, обусловленных оптической неоднородностью объема материала.

Перед процедурой контроля свильности производилось измерение плоскостности каждой из поверхностей исследуемых деталей на той же установке, однако образец в этом случае располагался на месте задней возвратное зеркало (рис. 4.6.), заменяя ее. Задняя поверхность при этом смачивалась иммерсионной жидкостью для устранения ее влияния. Небольшие фазовые сдвиги, связанные с отклонением профиля поверхностей от идеальной плоскости, принимались во внимание в ходе анализа искажений волнового фронта излучения, проходящего через образцы.

На Рис. 4.6 представлены примеры интерферограмм с локальными искажениями, которые обусловлены наличием свилей в объеме материала. Образцом служил один из элементов датчика лазерного гироскопа из серийного ситалла марки СО-115М, диск блока электродов. Диаметр дисковой детали составлял 45 мм, толщина — 7 мм. Рис. 18а отражает общую картину, в то время как на Рис.18б — увеличенную область с наблюдаемыми неоднородностями. Количественные характеристики обнаруживаемых свилей (при оптимальном наклоне образца) после выполнения всех компьютерных процедур обработки данных фазосдвигающей интерферометрии отражают цветные 2Dкарты локальных искажений плоского волнового фронта (Рис. 4.7а и 4.7б) и их презентация в 3Dформате (Рис. 4.7в). Цветная шкала передает интенсивность локальных искажений.

В измерительной установке излучение дважды проходит исследуемый образец. Но для определенности в характеристике материала все представленные результаты пересчитаны на один проход. Таким образом, в рассматриваемой области отдельные нитевидные свили вносят искажения от 15 до 60 нм. В пересчете на единицу длины это соответствует величинам от 21 до 86 нм/см. Для специальных целей из полученных данных математическими методами без труда могут быть определены значения крутизны локальных искажений, параметры их пространственной периодичности в потоке свилей и другие характеристики. Не исключено, что такой набор дополнительной информации о качестве материала в условиях производства деталей для прецизионных приборов может оказаться основой для установления не обнаруженных до этого взаимосвязей тонких физических процессов.

Если представленные свили с характерной степенью интенсивности могут быть зафиксированы традиционным тенеграфическим способом, то для отобранного материала более высокого качества, используемого в производстве подложек зеркал лазерных гироскопов, чувствительности тенеграфического метода оказывается недостаточно.

На Рис. 4.8,а изображена одна из интерферограмм при исследовании ситаловых подложек для интерференционных зеркал. Пример относится уже к готовой детали, т. е. с многослойным покрытием, нанесенным на ее центральную часть. Эти зеркала предназначены для отражения лазерного луча при наклонном (под углом 45о) падении, поэтому имеют меньший размер в направлении, перпендикулярном плоскости падения. Диаметр подложки равен 30 мм, ее толщина — 4 мм. Интерферограмма показывает наличие периодической структуры в виде объемной решетки, приводящей к искажениям плоского волнового фронта световой волны.

Результаты фазосдвигающей интерферометрии и численного анализа объема чистой подложки из идентичной заготовки ситалла в 3-D формате представлены на Рис. 4.8б. Объемная решетка имеет период около 0.9 мм, а средняя амплитуда периодической модуляции вносимых искажений приблизительно равна 3 нм. У подложек в составе датчиков прецизионных лазерных гироскопов такие возмущения могут приводить к нежелательно повышенному уровню рассеянию той части лазерного излучения, которая проходит через зеркало [3] .