теневой метод фуко

Ответ от Ѓженок[гуру]
Революцию в оптическом контроле и измерениях совершил Леон Фуко,
впервые предложивший метод исследования деформаций волнового фронта,
связанных с аберрациями оптических систем и ошибками оптических
элементов.
Метод ножа Фуко и вообще все теневые методы доказали свою
исключительную полезность для контроля оптических поверхностей.
Аберрации, дифракция света и ошибки изготовления оптических
поверхностей вызывают отклонение лучей от теоретических траекторий и
искажения волнового фронта. Основная идея теневых методов состоит в
обнаружении боковых смещений таких лучей за счет их задерживания или
модификации. Это осуществляется путем помещения специальных экранов в
плоскость схождения пучков лучей от контролируемой оптической
поверхности или системы.
Итак, для получения теневой картины деформаций исследуемого волнового
фронта, соответствующих аберрациям оптической системы или ошибкам
оптической поверхности, в плоскости схождения параксиального пучка лучей
устанавливается перпендикулярно оптической оси непрозрачный экран с
прямолинейным краем (так называемый нож Фуко) , который наполовину
перекрывает пятно рассеяния . Теневая картина может наблюдаться в
плоскости экрана, расположенной за пятном рассеяния (рис. 14b), или характер
освещения исследуемой оптической поверхности наблюдают из зафокальной
области.
При отсутствии ошибок зеркало, создающее изображение точечного тест-
объекта, выглядит равномерно освещенным. Hаличие ошибок создает светотень, визуализирующую рельеф
ошибок поверхности в результате срезания ножом пучков лучей от неверно
заклоненных участков волновой поверхности. Верхняя область краевой зоны
зрачка исследуемого фронта на рис. 14 дает участки потемнения в теневой
картине. Нижняя область краевой зоны дает участки максимальной
освещенности в теневой картине. Пучки от участков волновой поверхности,
имеющих правильную сферическую форму, перекрываются (а следовательно и
ослабляются) лишь наполовину, и соответствующая зона зрачка имеет
освещенность порядка 50%. Если нож помещают между идеальным
сферическим зеркалом и его фокусом и перемещают по нормали к оптической
оси, то теневая картина состоит из резко разделенных темной и светлой
областей и первая из них перемещается по зеркалу в том же направлении, что и
нож.
Если нож находится за фокусом, направление перемещения темного участка
меняется на противоположное. При введении ножа точно в фокус зеркало
затемняется внезапно и полностью, без каких-либо заметных движений теневой
картины. Это является, кстати, очень точным способом определения положения
центра кривизны. Если контролируемое зеркало не является сферическим, и
каждый его участок имеет свой отличный радиус кривизны, при помещении
ножа в различные точки относительно оптической оси соответствующая зона
поверхности темнеет.
У волнового фронта, распространяющегося от вогнутого зеркала с
нарушениями формы, существуют участки с различными радиусами и центрами
кривизны, и при перемещении ножа сразу или поочередно затемняются
различные участки поверхности.
Для умозрительного представления процесса формирования теневой
картины достаточно представить себе источник света, помещенный у
противоположного ножу края поверхности деформаций волнового фронта. При таком допущении качественная интерпретация теневой картины
становится несложной.
Теневой метод применяется для контроля деформаций волнового фронта,
вызванных ошибками и аберрациями в процессе изготовления оптических
поверхностей, элементов и систем, особенно - крупногабаритных
астрономических зеркал, при контроле свильности оптического стекла,
исследованиях воздушных потоков и других явлений.
Основными достоинствами теневых методов являются их высокая
чувствительность, простота схемной реализации и качественной интерпретации
результатов.
Источник: