Анализ и синтез методов и средств контроля оптических систем с дифракционно ограниченным качеством изображения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, доктор технических наук Кирилловский, Владимир Константинович

• Кирилловский, Владимир Константинович
• доктор технических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук Кирилловский, Владимир Константинович

Настоящая работа начата в 1974 году при создании 6-метрового зеркала для крупнейшего телескопа БТА, который и по сей день в мире непревзойден. Однако с точки зрения научной преемственности данное исследование является, в определенной мере, продолжением работ автора, изложенных в кандидатской диссертации [1] , в которой задачи оптических исследований и измерений также решались в тесной связи с применением для регистрации и интерпретации оптико-измерительных изображений современных приемников и эффективных методов обработки изображений. Данная работа основана на разработках, выполненных при решении ряда крупных научных и хозяйственных проблем, связанных с созданием и освоением в производстве прецизионных оптических приборов, в числе уникальные первое и второе 6метровые зеркала телескопа BTAJ телескопы ЭТА, ЗТШ с зеркалами 2,6 м; телескопы АЗТ-24, АЗТ-11 с зеркалами диаметром более метра', современная высокоточная оптика для микроскопов с форсированными характеристиками, предназначенная для крупносерийного производства и широкого применения в здравоохранении, биологии, агропромышленном комплексе, науке и технике; современные кино-,фото- и телевизионные объективы с форсированными характеристиками, включая панкратические, выпускавшиеся в крупносерийном и массовом производстве; исследование и контроль структуры лазерных пучков, а также ряд других работ. Часть содержания работы получена автором вместе с соавторами и сотрудниками, имена которых он считает приятным долгом назвать по ходу изложения и в библиографии; в их числе должны быть с признательностью названы В.А.Зверев, С.А.Родионов, Т.А.Иванова, В.А.Маларев, Л.И.Крынин,

И.Р.Петрученко.

Автор выражает признательность руководителям работ, в ходе которых стало возможым выполнить рассматриваемые исследования. Большую поддержку оказали A.M. Прохоров, Р.М.Кашерининов, В.А.Зверев, С.А.Родионов, Б.К.Иоаннисиани, Г.И.Амур,

П.В.Головко, М.Н.Сокольский, Л.А.Спиридонова, Н.И.Валов. Большую пользу работе принесли доброжелательным вниманием и конструктивными дискуссиями: И.И.Духопел, Н.Н.Михельсон, Д.Т.Пуряев, М.А.Уханов, А.П.Грамматин, Э.А.Витриченко, А.Ф.Фоменко, М.Ф.Шабанов, Т.С.Коломийцева, В.П.Петров. Автор выражает глубокую признательность своему учителю, профессору М.М.Русинову за неизменное внимание и большую моральную поддержку.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ и синтез методов и средств контроля оптических систем с дифракционно ограниченным качеством изображения»

Актуальность работы.

Современное оптическое приборостроение характеризуется увеличением объемов выпуска оптической продукции, совершенствованием ее технических характеристик, необходимостью создания и производства новых классов приборов и систем.

К оптике нового класса могут быть отнесены, например, оптические системы космических телескопов, высококачественные объективы исследовательских микроскопов, объективы оптических приборов для технологий микроэлектроники, оптические системы лазерных устройств записи и воспроизведения информации. Эти группы оптических систем могут соответствовать своему назначению прежде всего при условии достижения предельно высоких оптических характеристик качества изображения, когда волновой фронт, сформированный оптической системой, не имеет отклонений свыше нескольких сотых долей длины световой волны от формы, соответствующей идеальному качеству изображения. При этом по концентрации энергии изображение, построенное реальной оптической системой, должно лишь на несколько процентов отличаться от идеального, то есть предсказанного теорией дифракции.

Выполнение этих задач невозможно без совершенствования и развития методов и средств контроля и аттестации оптической продукции; возможностями этих средств сейчас во многом определяется успешное развитие оптической промышленности и аппаратуры. В то же время применяемые в производстве средства оптического контроля и исследования нередко по своим возможностям и характеристикам не отвечают современным требованиям. Редко применяется их унификация, не налажены разработка и изготовление в нужных объемах. В целом производство испытывает нехватку современных приборов оптического контроля. Преобладают субъективные визуальные оценки. Слабо решаются задачи комплексного оснащения рабочих мест в условиях крупномасштабного производства, торговли, эксплуатации и ремонта.

Основным препятствием в решении указанных задач до недавнего времени являлся недостаток методов и аппаратуры для исследования и контроля форсированных параметров оптических систем с необходимой чувствительностью и точностью. Дефицит этих средств можно во многом объяснить неразработанностью общей теории методов и аппаратуры оптических исследований, которая позволяла бы как систематизировать существующие методы и средства с необходимой четкостью, так и прогнозировать создание новых методов и аппаратуры согласно возникающим задачам.

Диссертация посвящена разрешению этих проблем.

Диктуемые практикой задачи требуют сегодня и разработки автоматизированных систем оптического контроля. Попытки такой автоматизации путем прямого технического моделирования операций визуального контроля не всегда дают эффективные результаты. Таким образом, актуальность темы настоящей работы, которая является результатом более чем двадцатилетней деятельности автора в области оптических средств исследования и контроля, определяется острой потребностью современного оптического приборостроения в оснащении современными приборами оптического контроля, существенной зависимостью прогресса оптического приборостроения от развития методов и средств оптического контроля.

Цели работы.

Анализ существующих и разработка новых методов и средств оптических исследований и контроля с расширенными возможностями и улучшенными метрологическими характеристиками. Создание основ теории и методики анализа и синтеза методов и средств для оптических исследований и контроля; на основе этой теории - разработка системы и принципов проектирования унифицированных, автоматизированных, гибкопереналаживаемых приборов. Разработка и реализация методов, схем и средств исследования и контроля, обеспечивающих предельно высокое качество изображения выпускаемых оптических систем, ограниченное, в основном, лишь дифракцией.

Задачи исследования.

В процессе выполнения работы были поставлены и решены следующие задачи:

1. Обобщенный анализ, развитие и автоматизация методов экспериментального исследования и контроля характеристик качества оптического изображения в динамическом диапазоне перепада освещенности в изображении свыше" пяти порядков при отклонениях от идеального качества изображения, соответствующих ошибкам 0,02 длины световой волны и менее.

2. Обобщенный анализ, развитие и автоматизация методов исследования и контроля деформаций волнового фронта, вызванных несовершенством оптических систем, поверхностей и сред, с чувствительностью и точностью на уровне 0,01А.

3. Создание теории (как системы научных принципов, идей и положений), позволяющей: обобщить практический опыт в области оптических исследований и контроля; найти действующие в этой области закономерности;

- наиболее эффективно применять существующие методы и средства оптического контроля и исследования;

- предсказывать, находить и разрабатывать новые методы и средства оптического контроля и исследования согласно возникающим задачам.

4. Хозяйственное и научное применение результатов исследований и разработок.

Научная новизна работы.

Основные новые научные результаты и положения, выносимые автором на защиту.

1. Впервые создана обобщающая теория методов и средств оптического исследования и контроля как инструмент глубокого изучения их свойств и возможностей- Построена периодическая развитая система их одномерных и двумерных функции преобразования (ФП); предложен ряд инвариантных уравнений для их аппроксимации.

2. На основе разработанной теории развиты принципы анализа существующих методов оптического исследования и контроля и синтеза принципиально новых методов, обладающих заданными возможностями в соответствии с требованиями науки и практики.

3. На основе предложенной теории развиты принципы анализа и синтеза устройств для оптических исследований и контроля, как средства создания схемных решений приборов, формирующие базу для функционально-модульного проектирования унифицированных, гибкопереналаживаемых комплексов специализированных и универсальных автоматизированных приборов для широкого оснащения цеховых рабочих мест в оптическом производстве, а также для обеспечения углубленных лабораторных исследований, в том числе уникальных и особосложных оптических систем и приборов.

4. На основе разработанной теории и развитых принципов исследованы свойства средств интерферометрического контроля, что дало возможность разработать, усовершенствовать и автоматизировать лазерные интерферометры с дифрагированным эталонным волновым фронтом, не содержащие образцовых оптических деталей. Образцовый волновой фронт в интерферометрах созданного типа формируется благодаря использованию физического феномена, что позволяет применять эти интерферометры как нуль-приборы для аттестации эталонов и пробных стекол и контроля оптических систем наивысшей точности.

5. На основе разработанной теории предложен, разработан и реализован в комплексе приборов и методик универсальный изофотометрический метод, впервые позволяющий выполнять при оптических исследованиях и контроле прямое экспериментальное исследование в реальном времени функций рассеяния точки (ФРТ) и линии (ФРЛ) в необходимом для практики широком диапазоне перепада интенсивностей, превышающем пять порядков, и эффективно решать ряд других задач по исследованию и обработке оптического изображения и контролю параметров оптических систем.

6. Введено обобщающее понятие универсального изометрического метода исследований и контроля. На основе разработанного аппарата инвариантных функций преобразования проведены глубокие аналогии между изофотометрическими и интерферометрическими методами в части механизма обработки информации. Этот анализ позволяет рассматривать интерферометрию как частный случай обобщенного метода изометрии.

7. На основе найденных принципов синтеза разработана система модификаций изофотометрического метода, расширяющих его возможности, в том числе способы изофотометрии:

- с переменным накоплением энергии; - с изменяющимся световым потоком;- с тест-объектом пространственно-переменной яркости; - с многоканальным регулированием чувствительности приемника изображения, и другие.

8. Разработан ряд методик интерпретации результатов изофотометрического анализа функции рассеяния.

9. Выполнены исследования особенностей и метрологических возможностей системы методов изофотометрии, дана классификация предлагаемых их разновидностей.

10. Разработаны методики и алгоритмы определения функции концентрации энергии (ФКЭ) и фотографической разрешающей способности по данным изофотометрии ФРТ и ФРЛ.

11.Предложены и реализованы методики изофотометрического исследования ФРТ телескопа в процессе наблюдения звезд и звездных скоплений.

12.Предложена методика обнаружения и исследования тесных разноярких двойных звезд и звездных скоплений средствами изофотометрии.

13.Исследованы возможности и погрешности методов изофотометрии. Предложена и реализована методика калибровки фотоматериала (с учетом эффекта Шварцшильда) путем изофотометрии картины дифракции лазерного пучка на точечной диафрагме.

14. На основе аппарата ФП синтезирован метод изофотометрии прямых полос, на основе которого разработаны методики высокоточной изофотометрии неравномерности распределения освещенности по полю оптического изображения фотографических и телевизионных объективов, позволяющие исследовать малые колебания интенсивности равномерно освещенного поля с погрешностью, не превышающей 3% от уровня вариаций интенсивности, что связано с уникальным свойством изофотометрических систем поддерживать постоянное отношение сигнала к шуму на всем диапазоне регистрируемого перепада интенсивностей.

15. Найдена изофотометрическая методика исследования структуры лазерного пучка в широком динамическом диапазоне

5 порядков и более).

16. Предложены и реализованы методики автоматизированной обработки в реальном времени изображений, сформированных средствами оптических исследований и контроля, и функциональные решения электронной аппаратуры для реализации этих методик, в их числе: метод изофотометрического анализа структуры изображения; метод умножения частоты, формирования контуров и линий центров интерференционных полос, что позволяет повысить точность интерферометрии в 20 и более раз; метод устранения влияния вибраций на точность оптических исследований, что способствует существенному повышению точности и достоверности интерферометрии и изофотометрии при наличии вибраций, а подчас создает возможности измерения и контроля в условиях, когда их проведение было бы невозможно.

17. На базе предложенного аппарата ФП разработана методика повышения точности расшифровки гартманограмм более чем на порядок при одновременном повышении надежности и достоверности контроля, снижении влияния вибраций и атмосферных флюктуаций на погрешности измерений.

18. Разработаны и реализованы в серийном приборе принципы построения, методические и схемные решения автоматизированного универсального телевизионного комплекса анализа интерферограмм (ТАИ-1), позволяющего в сочетании с прецизионными интерферометрами контролировать и исследовать в реальном времени аберрации оптических систем и ошибки поверхностей с повышением точности расшифровки до уровня

0.01.длины световой волны и точнее.

19. Выполнен анализ возможностей интерферометра сдвига с дифракционной решеткой; обоснована и реализована в виде приборов возможность создания на его основе средств автоматизированного контроля центрировки оптических элементов одновременно с контролем их качества, полевых аберраций и хроматизма, а также контроля полимерных оптических деталей, в частности - линз Френеля.

20.Получены экспериментальные и промышленные подтверждения высокой эффективности разработанных методов и приборов оптических исследований и контроля в практике оптического производства.

Практическая ценность полученных результатов.

1. Разработанные теоретические положения и принципы синтеза методов и приборов оптических исследований и контроля, развитые в настоящем исследовании, открыли путь к решению проблемы создания и промышленного освоения комплекса эффективных методов с повышенной чувствительностью, производительностью и надежностью, а также унифицированного комплекса автоматизированной и гибкопереналаживаемой аппаратуры оптического контроля, построенного по функционально-модульному принципу, конструктивно простой и технологичной при ее серийном производстве.

2. Разработан изофотометрический метод измерения ФРТ оптической системы и комплекс автоматизированной аппаратуры фотографической и фототелевизионной изофотометрии; метод и аппаратура позволяют эффективно исследовать, а также выполнять технологический и аттестационный контроль крупногабаритных астрономических зеркал (в том числе и диаметром б м для крупнейшего телескопа БТА), что дало возможность впервые экспериментально определить функцию рассеяния методом ее прямого измерения в диапазоне свыше 4 порядков перепада освещенности.

3. Разработанный метод и аппаратура телевизионной изофотометрии ФРТ крупногабаритных зеркал позволяют обеспечивать исследования, контроль и аттестацию крупногабаритных астрономических зеркал диаметром б м,2.6 м,1.2 м путем экспериментального определения функции рассеяния методом ее прямого измерения в широком диапазоне 4-5 порядков перепада освещенности.

4. Разработанные и реализованные метод и телевизионно-оптическая установка контроля спектральной аппаратуры позволяют проводить исследования, контроля и выполнения операций юстировки кассеты спектрографа в фокальной плоскости по форме аппаратной функции в реальном времени.

5. Разработанный и испытанный в условиях производства унифицированный ряд приборов для оптических исследований и контроля средне- и крупногабаритных оптических деталей и систем, в том числе новый интерферометр с дифрагированной эталонной волной, теневой прибор нового типа, без поперечного разноса пучков и без полупрозрачного светоделителя, интерферометр сдвига с дифракционной решеткой для исследования хроматизма, изофотометры ФРТ и ФРЛ позволяют проводить исследования и контроль характеристик качества прецизионных оптических систем (в том числе и с дифракционно обусловленным качеством изображения) с наивысшей чувствительностью и точностью, в непревзойденно широком динамическом диапазоне и в реальном времени.

6. Для решения задач создания и производства микрооптики на ЛОМО разработан и реализован комплекс методов и приборов контроля современной оптики микроскопов с форсированными оптическими характеристиками, в том числе: специальный интерферометр с дифрагированным эталонным волновым фронтом; всеволновый виброустойчивый интерферометр сдвига с дифракционной решеткой для контроля хроматизма и полевых аберраций микрообъективов; изофотометрическая оптико-телевизионная аппаратура и метод для исследования и контроля ФРТ, ФРЛ и определения функции передачи модуляции (ЧКХ) микрооптики; автоматизированный интерферометр для центрирования склеенных компонентов микрооптики.

7. Разработанные и реализованные метод и телевизионно-оптическая аппаратура контроля по ФРЛ качества изображения выпускаемых панкратических объективов крупносерийного производства объективов, интерферометр для контроля хроматических аберраций и изофотометр для исследования неравномерности освещенности поля изображения объектива позволяют обеспечить производство оптических систем этого класса современной эффективной аппаратурой контроля.

8. Разработанная и испытанная методика широкодиапазонного изофотометрического исследования структуры лазерных пучков перспективна для применения в лазерных технологиях.

9. Разработанные методы и аппаратура изофотометрической трансформации структуры оптико-измерительных интерференционных, гартмановских и теневых изображений позволяют повысить более чем на порядок точность расшифровки данных оптического контроля и соответственно повысить чувствительность операций контроля в части обнаружения ошибок и аберраций волновых фронтов; метод и аппаратура дополнены созданными средствами умножения полос, обеспечивающими повышение точности и чувствительности контроля еще на порядок.

10. Разработанная схема нерасстраиваемого интерферометра с дифрагированным эталонным волновым фронтом на основе монолитной полусферы закладывает базу нового семейства особо прецизионных интерферометров простой и технологичной конструкции, которые могут использованы в том числе и как приборы для контроля пробных стекол и образцовых поверхностей для других типов интерферометров.

11. Показаны возможности существенного развития методов оптических измерений. Найдено, что пороги чувствительности изофотометрических измерительных наводок позволяют выполнять оптические измерения в 10 раз точнее для поперечных наводок и в 20 раз точнее для продольных при использовании лишь первого изофотометрического цикла.

12. Найденные принципы, разработанные методы и установки нашли применение в действующем производстве и научных исследованиях, в том числе на JTOMO, JI30C, в CAO Академии Наук, и внедрены в учебный процесс в ГИТМО(ТУ).

Личный вклад автора в разработку проблемы.

Автором предложены и всесторонне разработаны теоретические основы и основополагающие принципы анализа и синтеза методов и средств оптического контроля; на основе созданной теории системно разработаны,развиты и введены в практику наиболее важные методические и схемные решения по всем пунк-там перечисленных научных и практических результатов; все указанные результаты получены непосредственно автором либо под его прямым научно- техническим руководством и при решающем участии.

Апробация работы.

Результаты работы доложены:

1) на Всесоюзной научно-технической конференции "Современная прикладная оптика и оптические приборы", ЛИТМО, 1975г.

2 доклада);

2) на Всесоюзной научно-технической конференции "Современное состояние и перспективы развития высокоскоростной фотографии и кинематографии", АН СССР, ВНИИОФИ, Москва, 1975 г.;

3) на семинаре "Опыт создания АСУ технологическими процессами на предприятиях Ленинграда и области",ЛДНТП,1976 г. ;

4) на семинаре "Опыт внедрения прогрессивных методов и средств размерного контроля", ЛДНТП, 1977 г.;

5) на совещании Комиссии астрономического приборостроения при Астрономическом совете АН СССР, Пулково, октябрь, 1976 г.,

4 доклада);

6) на Всесоюзной конференции "Формирование оптического изображения и методы его коррекции", АН БССР, институт физики, г. Могилев, 1979 г.

7) на Всесоюзном семинаре "Актуальные проблемы современного астрономического приборостроения", Дом Оптики, Москва, декабрь, 1979 г.;

8) на научно-технической конференции "Использование лазеров в современной науке и технике", ЛДНТП, 1980 г.;

9) на 4-й Всесоюзной конференции "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение", АН СССР, ВНИИОФИ, Москва, 1983 г.;

10) на Четвертой Национальной конференции "Оптика-89", 18-20 мая 1984 г., г. Варна, Болгария, (2 доклада);

11) на Третьей Национальной конференции с международным участием "Оптика и лазерная техника, Оптика-87", г. Варна, Народная республика Болгария, май, '1987 г., (2 доклада);

12) на семинаре в рамках "Недели СССР", комбинат "Оптикоэлектрон", г. Панагюрище, Народная республика Болгария, май, 1987 г., (2 доклада);

13) на совещании на ПО "Оптика", г. София, Народная Республика Болгария, май, 1987 г.;

14) на 34-м Международном коллоквиуме, 1989 г., Германская Демократическая Республика;

15) на научно-техническом семинаре "Автоматизация контроля в гибком производстве", г. Севастополь, сентябрь, 1986 г.;

16) на школе-семинаре "Проектирование и изготовление научной аппаратуры", ОКБ института космических исследований АН СССР, г. Фрунзе, сентябрь, 1987 г.;

17) на конференции Международного Оптического общества (SPIE) "Микрооптика", июль 1992 г., Сан-Диего, Калифорния, США;

18) на конференции Международного Оптического общества (SPIE) "Микрооптика и микромеханика", 15 июля 1993 г., Сан-Диего, Калифорния, США;

19) на Международной конференции по компьютерной графике и визуализации, С.-Петербург, 1993 г.;

20) на 28-й научно-технической конференции ГИТМО 31.01. -2.02.1995 г., С.-Петербург.

21) на 29-й научно-технической конференции ГИТМО,1997 г.

Материалы доложены и всесторонне обсуждены на совещаниях завершающего этапа изготовления и аттестации шестиметрового зеркала телескопа БТА при участии Председателя секции физики и астрономии АН СССР, академика А.М.Прохорова, директора САО И.М.Копылова, начальника отдела ГАО (в Пулкове), Н.Н.Михельсона, представителей АН СССР Фоменко А.Ф., Витриченко Э.А., Коровяковского Ю.П.; представителей ГОИ им. С.И.Вавилова начальника лаборатории И.И.Духопела и вед. инженера М.А.Уханова; представителей JTOMO главного инженера Объединения Р.М.Кашерининова, главного инженера ЦКБ В.А.Зверева; главного конструктора астрономических телескопов Б.К.Иоаннисиани; зам. главного технолога Г.И.Амура; зам. нач. СКВ М.Н.Сокольского.

Результаты работы включены в курсы лекций, практические и лабораторные занятия, проведенные в 1978-88 гг. по 6-ти программам обучения с группами специалистов промышленности (начальников лабораторий, ведущих и старших инженеров) -слушателей отраслевого факультета повышения квалификации МИПК при ЛИТМО; в общей сложности в ходе этих занятий материалы, лежащие в основе данной работы, изучили и обсудили на семинарах более чем 1000 специалистов оптической промышленности. Их положительные отзывы об изученном материале отражены в соответствующих анкетах слушателей, направляемых в отраслевое Министерство.

Разработанные автоматизированные приборы оптического контроля крупногабаритных деталей и систем, включая телевизионный изофотометр, удостоены медали ВДНХ.

Публикации.

Основные результаты диссертационной работы нашли отражение в 78 научных работах, включая монографию "Проектирование и контроль оптики микроскопов", 10 учебных пособий ЛИТМО, изложены в 14 отчетах НИР , проведенных на ЛОМО, защищены 15 авторскими свидетельствами, изложены в 24 докладах на Международных и Всесоюзных конференциях и семинарах.

Научные положения , выносимые на защиту.

На защиту выносится общая концепция анализа и синтеза методов и средств оптического исследования и контроля, включающая положения о том, что:

1. Обобщение, уяснение и систематизацию закономерностей и практического опыта, действующих в области оптических исследований и контроля, целесообразно осуществлять на основе развитого в данной работе аппарата универсальных функций преобразования, описывающих работу системы оптического исследования и контроля.

2. Многообразие существующих и вновь создаваемых методов и средств оптических исследований и контроля может быть эффективно структурировано и систематизировано при помощи созданной в данной работе системы одномерных и двумерных ФП, причем система многообразных функций преобразования, свойственных методам и средствам оптического контроля и исследований, находит глубоко обобщенное воплощение в форме предложенной здесь периодической таблицы ФП; эта периодическая таблица дает возможность устанавливать взаимосвязи и закономерности, связывающие отдельные методы и средства оптических исследований, находить глубокие параллели между ними, полно описывать и осознавать возможности существующих и традиционных методов и средств оптического контроля и исследования, а также предсказывать и находить новые методы и средства оптического контроля и исследования в соответствии с возникающими задачами.

На защиту выносятся следующие результаты исследований:

1. Теория функций преобразования, описывающих методы оптического контроля и исследований, выраженная в форме системы ФП, наглядно представленных уравнениями на основе специальных функций и сведенных в периодическую таблицу. При этом периодическая система одномерных и двумерных ФП создает возможность анализировать существующие методы, синтезировать новые, неизвестные ранее, методы оптического контроля и исследований, и выводить математические выражения для их описания и моделирования, в том числе и компьютерного.

2. Результаты поиска глубоких параллелей методу интерферометрии и созданный метод изофотометрии структуры оптического изображения для двумерного анализа структуры и качества изображения в непревзойденно широком динамическом диапазоне. Научное обобщение позволило на основе изофотометрии как частного случая выйти на понятие фундаментального метода кэомеиерии, рождающего новые подходы практически во всех областях исследований полей, как пространственных, плоскостных и Ы-мерных распределений физических величин.

3. Результаты исследования изофотометрии и найденная совокупность новых изофотометрических методов, построенная на основе предложенной системы функций преобразования.

4. Результаты анализа ряда схем оптического контроля и исследований, их обобщение на основе предложенных принципов функционально-модульного проектирования; разработанные принципы анализа схем на базе теории ФП; принципы синтеза схем и средств оптического контроля и исследований на основе системы функциональных модулей и введенного понятия центрального модуля-анализатора, связанного с требуемой функцией преобразования.

5. Результаты анализа развитых (на основе созданных теоретических предпосылок) и вновь разработанных методов и средств оптического контроля и исследований; обоснование их уникальных возможностей, создающих новое пространство методов и средств с непревзойденными возможностями.

Заключение диссертации по теме «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы», Кирилловский, Владимир Константинович

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ по данной работе содержатся в п.п. "Научная новизна работы" (с. 4) и "Практическая ценность полученных результатов" (с. 7).

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Кирилловский, Владимир Константинович, 1998 год

1. Кирилловский В.К. Фоторегистрация колебаний транспортных машин и их элементов. Канд. диссертация. ЛИТМО.Л.1973.175 с.

2. Иванова Т.А., Кирилловский В.К. Проектирование и контроль оптики микроскопов (монография). Машиностроение.Л.1984. 231 с.

3. Гуриков В.А. Становление прикладной оптики 15-19 в.в. М.: Наука.1983.105 с.

4. Ронки В. Испытание оптических систем.Гос.техн.-теор. издат. М.-Л.1933.102 с.5. Там же, с.3 9.

5. Креопалова Г.В., Лазарева Н.Л., Пуряев Д.Т. Оптические измерения. М.:Машиностроение. 1987. 264 с.

6. Максутов Д.Д. Изготовление и исследование астрономической оптики. М.:Наука. 1984.272 с. 50.

7. Кирилловский В.К. Количественные теневые методы при контроле оптических систем. Учебное пособие.ИТМО, 1990. 83с.

8. Духопел И.И. , Федина Л.Г. Интерферометрические методы и приборы для контроля правильности формы асферических поверхностей. ОМП.1973.N8, с.50.

9. Витриченко Э.А. Методы контроля астрономической оптики. М. :Наука.1984.250 с.

10. Кирилловский В.К. Опыт повышения качества контроля оптических систем.ЛДНТП,Л,1978.32 с.

11. Миз К. Теория фотографического процесса. М.-Л. :Гос. Издат. техн.-теор. Лит. 1949. 863 с.

12. Зверев В.А.,Кирилловский В.К., Сокольский М.Н. Погрешность расшифровки интерферограмм и метод ее снижения. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции "Современная прикладная оптика и оптические приборы", ч. 1.1, ЛИТМО. Л. 1975.

13. Оценка качества оптического изображения.Перевод с англ. О.А.Герасимовой. Издат.геодез.лит.1959,с.151-155. 15. Круг В., Вайде Г. Применение научной фотографии. М.:Мир.1975.207 с.

14. Кирилловский В.К. К вводу в АСУ ТП измерительных данных при производстве крупногабаритных астрономических зеркал. Материалы к семинару "Опыт создания АСУ технологическими процессами на предприятиях Ленинграда и области", ЛДНТП,Л,1976.

15. Зверев В.А.,Кирилловский В.К.,Сокольский М.Н. Исследование качества изображения оптических систем методом изофотометрической фоторегистрации.ОМП,N8,1976

16. Зверев В.А.,Кирилловский В.К.,Сокольский М.Н. Применение метода изофотометрической фоторегистрации при исследованиях и аттестации главного зеркала БТА. ОМП N12,1976.

17. Кирилловский В.К. Методы контроля качества изображения оптических систем. Учебное пособие. ЛИТМО Л.1980

18. Исследование возможности широкодиапазонного фотометрирования астрономических объектов. Отчет по теме НИР НГ-2-453-84.ЛОМО.1986.

19. Скоков И.В. Многолучевые интерферометры в измерительной технике. М.:Машиностроение. 1989,256 с.

20. Кирилловский В.К., Сокольский М.Н.,Орлов П.В. Способ интерференционных исследований оптических систем с применением средств телевизионной техники. Сб."Новая техника в астрономии" вып.6,Наука Л.1979.

21. Иванова Т.А. Кирилловский В.К. Исследование и контроль объективов микроскопов. Учебное пособие. Л.ЛИТМО. 1983 г.

22. Кирилловский В.К., Петрученко И.Р. Дифракционные интерферометры. Учебное пособие.Л. ЛИТМО. 1990. 50с.

23. Кирилловский В.К. Методы контроля качества изображения оптических систем. Учебное пособие. ЛИТМО Л.1980

24. Кирилловский В.К., Крынин Л.И. Оценка качества изображения по функции рассеяния линии. ОМП,N6,1980.

25. Кирилловский В.К. Контроль качества объективов. Учебное пособие. Л.ЛИТМО.1984 г.

26. Кирилловский В.К. Методы исследования пятна рассеяния оптической системы. ОМП, N5,1982.

27. Кирилловский В.К. Исследование реального распределения освещенности на поверхности объекта в целях совершенствования программ моделирования виртуальной реальности. Третья международная конференция по компьютерной графике и визуализации, СПб,1993.

28. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука.1973. 719 с.

29. Лившиц Э.М. Оптические измерения . Учебное пособие. Л.:ЛИТМО.1985.88 с.

30. Селиванов М.Н., Фридман А.Э., Кудряшова Ж.Ф. Качество измерений. (Метрологическая справочная книга).Лениздат.1987.

31. Кирилловский В.К. Применение телевидения при контроле и аттестации оптических систем. Учебное пособие.Л.: ЛИТМО, 1983.56 с.

32. Кирилловский В.К., Петрученко И.Р. Дифракционные интерферометры. Учебное пособие.Л. ЛИТМО. 1990. с.11-12.

33. Кирилловский В.К., Анитропова И.Л., Иванова Т.А. Синтез комплекса методов и унифицированных приборов оптического контроля .Учебное пособие.Л. ЛИТМО 1988.

34. Кирилловский В.К., Крынин Л.И., Анитропова И.Л., Петрученко И.Р.Построение оптических схем приборов контроля качества изображения. учебное пособие. Л.ЛИТМО. 1990. 52с.

35. Кирилловский В.К., Крынин Л.И., Вейко В.П. Isophotometrical control of the laser beams structure. В "Abstracts of the Fourth National Conference"Optics'89", May 18-20,1989, Varna.

36. Кирилловский В.К. Петрученко И.Р. Контроль оптических систем с применением лазеров. Учебное пособие .Л.:ЛИТМО. '1987 г.

37. Линник В.П. Простой интерферометр для исследования оптических систем.Доклады АН СССР.1933. Л.1934.

38. Friezer H. Umschau. 1956. N 56, S.596. Дополнительная литература публикации по темедиссертации:

39. Кашерининов P.M.,Зверев В.А.,Кирилловский В.К., Сокольский М.Н. Способ контроля оптических систем. Авторское свидетельство на изобретение, N 574656,1977 г.

40. Иванова Т.А., Кирилловский В.К. Контроль качества микрокрооптики. ОМП,N3,1978

41. Кирилловский В.К. Применение телевидения в оптических измерениях (аналитический обзор N 2139).ЦНИИинформации,М.1979.

42. Зверев В.А.,Кирилловский В.К., Сокольский М.Н. Погрешность расшифровки гартманограмм и метод ее снижения. Сб."Новая техника в астрономии" вып.6,Наука Л.1979.

43. Родионов С.А., Резник В.Г.,Кирилловский В.К., Вироховский A.B. Применение средств вычислительной техники при обработке данных изофотометрической фоторегистрации в оптических измерениях. Сб."Новая техника в астрономии" вып.6,Наука Л.1979.

44. Кирилловский В.К., Болдырев Н.И. Способ изофотометрических исследований оптических систем с применением средств телевизионной техники. Сб."Новая техника в астрономии" вып.6,Наука Л.1979.

45. Зверев В.А.,Кирилловский В.К., Сокольский М.Н., Болдырев Н.И.,Маларев В.А."Устройство для контроля качества оптической системы". Авторское свидетельство на изобретение N779838, 1980 г.

46. Кирилловский В.К. Применение лазеров при контроле оптики в условиях производства. Материалы Научно-техническойконференции 2 6-28.11.80 "Использование лазеров в современной науке и технике", ЛДНТП,Л.1980.

47. Иванова Т.А.,Кирилловский В.К.Проектирование и контроль оптики микроскопов. (Монография). Машиностроение.Л.1984.

48. Кирилловский В.К. Характеристики чувствительности структурометрических систем. Материалы 4 Всесоюзной конференции "Фотометрия и ее метрологическое обеспечение" ,ВНИИ0ФИ, АН СССР. 1982.

49. Иванова Т.А., Кирилловский В.К., Маларев В.А. Интерферометр для измерения децентрировки оптических систем. Авторское свидетельство на изобретение N1062513, 1983 г.

50. Головко П.В., Иванова Т.А.,Кирилловский В.К., Демченко Н.П. Устройство для контроля центрировки и качества склеенных компонентов. Авторское свидетельство на изобретение N1015273, 1983 г.

51. Кирилловский В.К., Болдырев Н.И., Крестовский Ю.Н., Орлов П.В., Сазонов О.М. Устройство для контроля качества оптической системы. Авторское свидетельство на изобретение N1087800, 1980 г.

52. Кирилловский В.К., Петрученко И.Р. Контроль и аттестация оптических систем с применением источников когерентного излучения. (Аналитический обзор N 3585). ЦНИИ информации.М. 1985 г.

53. Кирилловский В.К., Петрученко И.Р. Пути автоматизации контроля оптики микроскопов. (Аналитический обзор).ЦНИИ информации. М.1985.

54. Кирилловский В.К. Унифицированный гибкопереналаживаемый комплекс автоматизированных приборов оптического контроля. Доклад на 3 научно-техническом семинаре" "Автоматизация контроля в гибком производстве", г.Севастополь, сентябрь,1986.

55. Кирилловский В.К., Василев C.B. Пути автоматизации контроля зрительных труб. Дружество на физиците в HP България, Институт по оптика. В "Доклади от Трета национална конференция с международно участие , ОПТИКА'87", 18-20 мая 1987 Варна,т.1.

56. Кирилловский В.К., Артамонов Д.Д. Приборы и оборудование для контроля изделий оптического производства. Оптические приборы и товары народного потребления. Приложение к журналу ОМП. N3, 1990

57. Кирилловский В.К., Анитропова И.Л., Зеленина О.В. Применение ЭВМ в оптическом приборостроении. Учебное пособие. ЛИТМО. Л. 1988 .

58. Кирилловский В.К., Анитропова И.Л., Иванова Т.А. Синтез комплекса методов и унифицированных приборов оптического контроля. Учебное пособие.Л. ЛИТМО 1988.

59. Кирилловский В.К., Гвоздев С.С. Дорохин В.К. Optical components glueing with the automatic centring. В "Abstracts of the Fourth National Conference"Optics'89", May 18-20,1989, Varna.

60. Кирилловский B.K.,Гвоздев С.С. Дорохин В.К. Гольдберг Г.Р. Метод и аппаратура для автоматизированного контроля центрировки. В "34 Internationales Wissnschaftliches Kolloquium. Helt 3,Technische Hohschule.Ilmenau, DDR.1989.

61. Кирилловский B.K., Гвоздев С.С., Дорохин В.К., Гольдберг Г.Р., Ершов А.Н. "Устройство для центрирования оптических линзовых компонентов" Авторское свидетельство на изобретение N1673904, 1991.

62. Кирилловский В.К., Гольдберг Г.Р. Гвоздев С.С. Дорохин В.К., Торбин И.Д. Ершов А.Н. "Устройство для склеивания оптических деталей". Авторское свидетельство на изобретение N1680655, 1992.

63. Кирилловский В.К., Гвоздев С.С., Гольдберг Г.Р., Дорохин В.К., Торбин И.Д. "Устройство для центрирования оптических линзовых компонентов". Авторское свидетельство на изобретение N 1673904, 1991.

64. Кирилловский В.К. ,Гвоздев С.С., Гольдберг Г.Р., Дорохин В.К., Торбин И.Д. Устройство для склеивания оптических деталей. Авторское свидетельство на изобретение N1680655, 1992.

65. Кирилловский В.К., New Approach of the Image Structure Analyzing and the Evaluations of Optical System Quality6SPIE.Proceed. "Miniature and Microoptics and Micromechanics" 15Jul.l993, SanDiego, California,volume1992,p.p.293-298.

66. Кирилловский В.К., Гвоздев С.С., Петрученко И.Р., Прохоренко Т.Л. Интерферометр для контроля качества оптических поверхностей и систем. Авторское свидетельство на изобретение N1765803,1992 .

67. Зеркало телескопа БТА Методы исследования при аттестации зеркала (инструкции) ЛОМО-Лыткарино 1973

68. Главное зеркало БТА Методы исследования при аттестации зеркала (инструкции) ЛОМО -Лыткарино 1974

69. Разработка нерасстраивающегося интерферометра с рассеивающей пластинкой, его исследование и применение при контроле крупногабаритных оптических деталей ЛОМО 1974

70. Протокол заседания рабочей группы о результатах исследования основных параметров главного зеркала БТА. Приложение 5 Результаты исследования главного зеркала БТА методом измерения кружка рассеянияметодом изофотометрии ЛОМО -Лыткарино 1974

71. Разработка метода изофотометрической фоторегистрации, его исследование и применение при контроле и аттестации главного зеркала телескопа БТА ЛОМО 1974

72. Отчет об исследовании главного зеркала телескопа АЗТ-2 4Э (Первый образец) ЛОМО 1976

73. Разработка эффективных методов контроля кино- и фотообъективов массового ропизводства ЛОМО 1977

74. Автоматизация контроля крупногабаритной астрономической оптики НГ2-412-77 ЛОМО 1977

75. Разработка критериев коррекции аберраций осветительных систем микроскопов НГ2-481-76 ЛОМО 1980

76. Создание оптических систем для автоматического контроля точности центрировки НГ2-459-81 ЛОМО 1981

77. Аттестат на контроль- ЛОМО 1981юстировочный прибор ИН-1 12

78. Автоматизация контроля оптики микроскопов НГ2-460- 81 ЛОМО 1982

79. Исследованием создание высокоточной аппаратуры для контроля качества изображения оптических трактов в процессе изготовления и юстировки комплексов НИР шифр "МИРА" ЛОМО 1988

80. Создание комплекса методов и автоматизированной аппаратуры оценки качества как звена ГАП точных оптических систем и деталей (11 отчетов) Тема N85388 ЛИТМО-ЛОМО 19851991

81. История развития оптического контроля 13

82. Место и задачи развития оптического контроля в процессе создания и производства оптических систем 19

83. Обобщенное рассмотрение методов экспериментальной оценкиоптических систем 24Выводы 25ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СОВОКУПНОСТИ МЕТОДОВ И СХЕМ ОПТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ, ИХ СИСТЕМАТИЗАЦИЯ

84. Понятие ФП (функции преобразования) метода и средства контроля оптической системы 26

85. ФП методов и средств оценки качества изображения путем измерения структуры изображения тест-объекта 27

86. ФП методов и средств измерения аберраций 31Выводы 33ГЛАВА 3. РАЗВИТИЕ АППАРАТА ФП И РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ СИНТЕЗА НОВЫХ МЕТОДОВ ОПТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

87. Возможности и ограничения методов и средств оптического контроля,обладающих плавным ФП. 35

88. Создание и развитие системы двумерных ФП оптического контроля 4 6

89. Разработка принципов синтеза системы двумерных функций преобразования 48

90. Задача создания унифицированного комплекса приборов оптического производственного контроля. 82

91. Исследование обобщенной функциональной структуры прибора оптического контроля; блоки-модули. 85

92. Методические основы оптического производственного контроля с применением унифицированного комплекса автоматизированной аппаратуры. 88

93. Пути применения ЭВМ в оптическом приборостроении и контроле 8 9

94. Определение метрологических характеристик комплекса приборов оптического контроля на основе аппарата инвариантных функций преобразования. 91

95. Изофотометрические измерительные наводки 95Выводы 97ГЛАВА 6. СИНТЕЗ ПРИБОРОВ КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ДИФРАКЦИОННО-ОГРАНИЧЕННЫМ КАЧЕСТВОМ ИЗОБРАЖЕНИЯ61. Требования к модулям. 99

96. Безэталонные интерферометры с дифракционной решеткой63.1. Растровый интерферометр для контроля хроматизма и полевых аберраций микрооптики 11063.2. Усовершенствование инверсной схемы Ронки-Ловера и прибор контроля оптики Френеля 114

97. Исследование возможностей применения разработанных принципов для компьютерного синтеза методов и схем оптическогоконтроля 155