Przedmiotem wynalazku jest sposób okreslania stopnia i obszarów zmian zachódzacvch w niikroskopowej strukturze powierzchni za pomoca inter¬ ferometrii holograficznej przy uzyciu swiatla spójnego, zwlaszcza laserowego, stosowany w produkcji podzespolów elektronicznych przy badaniu zuzycia powierzchni w badaniach stopnia korozji lub innych czynników chemicznych, Stan techniki. Znany jest sposób pomiaru odksztalcen trójwymiarowych obiektów rozpraszajacych za pomoca interferometrii holograficznej. W sposobie tym dokonuje sie pomiarów odksztalcen lub przemieszczen mechanicznych pod wplywem zewnetrznych lub wewnet¬ rznych sil dzialajacych na badana powierzchnie. Sposób ten umozliwia równiez badanie defektów wewnetrznych cial stalych, stosujac dodatkowe cisnienie na badane cialo stale, pod wplywem, którego zdefektowane cialo odksztalca 3ie nieregularnie, co uwidacznia sie w postaci nieregu¬ larnego obrazu prazków.Stosujac znany sposób interferometrii holograficznej zaklada sie, ze struktura mikrosko¬ powa powierzchni, zarówno przed jak i po odksztalceniu nie ulega zmianie, jednakze w praktyce zachodza zmiany powierzchni pod rplywem zmian chemicznych, mechanicznych. Zaistniale zmiany powierzchniowe nie sa brane pod uwage w dotychczasowych pomiarach. Wada tego sposobu jest to, ze zmiany prowadza do czesciowego lub calkowitego zaniku prazków na interferogramie, co powo¬ duje bledna interpretacje i falszywe wyniki.Istota wynalazku. Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze badana powierzchnie okresla sie za pomoca dwóch ekspozycji, z których w pierwszej ekspozycji badana powierzchnie oswietla sie wiazka oswietlajaca, po czy™ umieszcza sie nad badana powierzchnia plyte holograficzna tak, azeby padalo promieniowanie rozproszone wiazki oswietlajacej od bada¬ nej powierzchni i równoczesnie na plyte holograficzna kieruje sie wiazke odniesienia swiatla spójnego. Po naswietleniu plyty holograficznej, zaslania sie te plyte. Nastepnie umieszcza sie w tym samym polozeniu badana powierzchnie ze zmianami struktury powierzchniowej i odsla¬ nia sie plyte holograficzna, po czym przeprowadza sie druga ekspozycje badanej powierzchni,2 129 473 w której przemieszcza sie badana powierzchnie przez translacje, i obrót albo obrót wzgledem polozenia w pierwszej ekspozycji, przy czym wielkosc przemieszczenia jest wieksza od 10-cio krotnej dlugosci fali uzytego swiatla spójnego i oswietla sie badana powierzchnie wiazka oswietlajaca, której promieniowanie rozproszone od badanej powierzchni pada na plyte holo¬ graficzna i równoczesnie na plyte holograficzna kieruje sie wiazke odniesienia swiatla spójnego. Po naswietleniu plyty holograficznej, plyte te poddaje sie obróbce fotochemicz¬ nej 1 z kontrastu miedzy jasnymi oraz ciemnymi prazkami obrazu holograficznego okresla sie stopien i obszar zmian w mikroskopowej otrukturze powierzchni.Pierwszy wariant sposobu wedlug wynalazku polega na tymf ze badana powierzchnie okres¬ la sie za pomoca dwóch ekspozvcji, z których w pierwszej ekspozycji badana powierzchnie oswietla sie wiazka oswietlajaca, po czym umienzcza sie nad badana powierzchnia plyte holo¬ graficzna tak, azeby padalo promieniowanie rozproszone wiazki oswietlajacej od badanej po¬ wierzchni i równoczesnie na plyte holograficzna kieruje sie wiazke odniesienia swiatla spójnego. Po naswietleniu zaslania sie plvte holograficzna. Nastepnie umieszcza sie w tym ti samym polozeniu badana powierzchnie ze zmianami struktury powierzchniowej 1 odslania sie plyte holograficzna, po czym przeprowadza sie druga ekspozycje badanej powierzchni.W drugiej ekspozvcji zmienia sie kierunek wiazki oswietlajacej i oswietla sie nastepnie badana powierzchnie, której promieniowanie rozproszone pada na. plyte holograficzna i równo¬ czesnie na plvte holograficzna kieruje sie wiaske odniesienia swiatla spójnego. Po naswiet¬ leniu plyty holograficznej, plyte te poddaje sie obróbce fotochemicznej i z kontrastu po¬ miedzy jasnymi oraz ciemnymi prazkami obrazu holograficznego okresla sie stopien i obszar zmian w mikroskopowej strukturze powierzchni.Drugi wariant sposobu wedlug wynalazku, wyróznia sie tym, ze badana powierzchnie oswietla sie wiazka oswietlajaca, po czym umieszcza sie nad badana powierzchnia plyte holo¬ graficzna tak, azeby padalo promieniowanie rozproszone wiazki oswietlajacej od badanej po¬ wierzchni i równoczesnie na plyte holograficzna kieruje sie wiazke odniesienia swiatla spójnego. Po naswietleniu plyty holograficznej, plyte te poddaje sie obróbce fotochemicznej; po czym wywolana plyte holograficzna z hologramem umieszcza sie dokladnie w tym samym polo-' zeniu, zas badana powierzchnie ze zmianami struktury powierzchniowej przemieszcza sie przez translacje i obrót albo obrót wzgledem polozenia naswietlonej badanej powierzchni i oswiet¬ la sie wiazka oswietlajaca, której promieniowanie rozproszone od badanej powierzchni pada na plyte holograficzna i równoczesnie na plyte holograficzna kieruje sie wiazke odtwarzaja¬ ca, która stanowi wiazka swiatla spójnego i obserwuje sie poprzez tlo hologramu strukture prazków interferencyjnych badanej powierzchni okreslajac stopien i obszar zmian w mikrosko¬ powej strukturze powierzchni.Korzystne skutki techniczne wynalazku* Sposo¬ by wedlug wynalazku umozliwiaja wykrywanie powolnych zmian zachodzacych w mikroskopowej strukturze powierzchni w czasie oraz okreslenie szybkosci tych zmian. Ponadto sposoby te pozwalaja uzyskaó duza czulosó wykrywania zmian w strukturze powierzchni.Objasnienie rysunku. Przyklady stosowania sposobów sa blizej objasnione w oparciu o rysunek pozwalajacy lepiej zrozumieó proces stosowania, przedstawia¬ jacy na fig, 1 rysunku uklad badana powierzchnia - plyta holograficzna do stosowania sposo¬ bu wedlug wynalazku i drugiego wariantu sposobu, zas na fig. 2 uklad badana powierzchnia - plyta holograficzna wedlug pierwszego wariantu sposobu.Przyklady wykonania. Jak uwidoczniona na fig. 1 rysunku, bada¬ na powierzchnie 1 umieszcza sie w polozeniu pierwszej ekspozycji i oswietla sie laserowa wiazka 2 oswletlajaoa, po czym umieszcza sie nad badana powierzchnia 1 plyte 3 holografioz-! na tak, azeby na plyte 3 padalo promieniowanie 4- rozproszone wiazki 2 oswietlajacej od ba¬ danej powierzchni 1. Równoczesnie na plvte 3 holograficzna kieruje sie laserowa wiazke odniesienia swiatla 5 spójnego i po naswietleniu uzyskuje sie zapis hologramu badanej po¬ wierzchni 1 w polozeniu pierwszej ekspozycji w postaci utajonych prazków Interferencyjnyeh•,129 473 3 Nastepnie po dokonaniu pierwszej ekspozycji, zaslania sie plyte 3 holograficzna i element z badana powierzchnia 1 poddaje sie przewidzianym procesom technologicznym, takim jak obrób* ka chemiczna, termiczna, mech?miczna, w wyniku których wystepuje zmiana etruktury powierzch-r niowej. Po wykonaniu czynnosci technologicznych, element z badana powierzchnia 1*o zmienio-' nej strukturze powierzchniowej umieszcza ssie w tym samym polozeniu i odslania plyte 3 holo¬ graficzna, po czym przeprowadza sie druga ekspozycje badanej powierzchni 1,'w której prze¬ mieszcza sie badana powierzchnie 1f przez translacje i obrót wzgledem polozenia w pierwszej ekspozycji* Wielkosc tego przemieszczenia jest taka, ze odleglosc pomiedzy punktami A1 i A2 oraz B1 i B2 wynosila okolo kilkunastu dlugosci fal uzytego swiatla 5 spójnego, to jest od polowy mikronów do kilkunastu mikronów.Podczas drugie] ekspozycji na plyte 3 holograficzna podaje sie identyczna wiazke od¬ niesienia swiatla 5 spójnego oraz promieniowanie 4* rozproszone od badanej powierzchni 1» wiazki 2 oswietlajacej. Na plycie 3 holograficznej podczas drugiej ekspozycji uzyskuje sie drugi utajony zapis holograficzny w postaci pratków interferencyjnych, odpowiadajacy po¬ wierzchni o zmienionej strukturze powierzchniowej. Po naswietleniu plyte 3 holograficzna poddaje sie obróbce fotochemicznej, po której w procesie odtwarzania otrzymuje sie obraz nalozonych na niebie badanych powierzchni t, 1* w pierwszej i drugiej ekspozycji. W wyniku zjawiska interferencji otrzymuje sie na tle obrazów powierzchni 1, 1* strukture prazków interferencyjnych o malej czestosci i z kontrastu miedzy jasnymi i ciemnymi prazkami na otrzymanym obrazie holograficznym okresla sie stopien i obszar zaistnialych zmian jakie do¬ konaly sie na badanej powierzchni 1. Pomiar kcntrastu przeprowadza sie za pomoca foto- powielacza.Na fig. 2 rysunku uwidoczniono wariant sposobu, w którym badana powierzchnie 1 umiesz¬ cza sie w polozeniu pierwszej ekspozycji i oswietla sie laserowa wiazka 2 oswietlajaca, po czym umieszcza sie nad badana powierzchnia 1 plyte 3 holograficzna tak, azeby na plyte 3 padalo promieniowanie 4 rozproszone wiazki 2 oswietlajacej od badanej powierzchni 1.Równoczesnie na plyte 3 holograficzna kieruje sie laserowa wiazke odniesienia swiatla 5 spójnego i po naswietleniu uzyskuje sie zapis hologramu badanej powierzchni 1 w polozeniu pierwszej ekspozycji w postaci utajonych prazków interferencyjnych. Nastepnie po dokonaniu pierwszej ekspozycji, zaslania sie plyte 3 holograficzna i element z badana powierzchnia 1 poddaje sie przewidzianym procesom technologicznym takim jak obróbka chemiczna, termiczna, mechaniczna, w wyniku których wystepuje zmiana struktury powierzchniowej. Po wykonaniu czynnosci technologicznych, element z badana powierzchnia 1f o zmienionej strukturze po¬ wierzchniowej umieszcza sie w tym samym polozeniu i odslania plyte 3 holograficzna, po czym przeprowadza sie druga ekspozycje badanej powierzchni 1.W drugiej ekspozycji zmienia sie kierunek wiazki 2 oswietlajacej i oswietla sie bada¬ na powierzchnie 1#, której promieniowanie 4* rozproszone pada na plyte 3 holograficzna i równoczesnie na plyte 3 kieruje sie identyczna wiazke odniesienia swiatla 5 spójnego.Na plycie 3 holograficznej podczas drugiej ekspozycji uzyskuje sie drugi utajony zapia ho¬ lograficzny w postaci prazków interferencvjnych, odpowiadajacy powierzchni o zmienionej strukturze powierzchniowej. Po naswietleniu plyte 3 holograficzna poddaje sie obróbce foto¬ chemicznej, po której w procesie odtwarzania otrzymuje sie obraz nalozonych na siebie bada¬ nych powierzchni 1, 1* w pierwszej i drugiej ekspozycji. W wyniku zjawiska interferencji otrzymuje sie na tle obrazów powierzchni 1, I9 strukture prazków interferencyjnych o malej czestosci i z kontrastu miedzy jasnymi i ciemnymi prazkami na otrzymanym obrazie hologra¬ ficznym okresla sie stopien 1 obszar zaistnialych zmian, jakie dokonaly sie na badanej po¬ wierzchni 1. Pomiar kontrastu przeprowadza sie ea pomoca densytometru.Drugi wariant sposobu polega na tym, ze badana powierzchnie 1, jak uwidoczniona na fig. 1 rysunku, oswietla sie laserowa wiazka 2 oswietlajaca, po czym umieszcza sie nad ba¬ dana powierzchnia 1 plyte 3 holograficzna tak, azeby na plyte 3 padalo promieniowanie 4 [rozproszone wiazki 2 oswietlajacej od badanej powierzchni 1* Równoczesnie na plyte 3 kieru-4 129 473 je sie laserowa wiazke odniesienia swiatla 5 spójnego i po naswietleniu plvty 3 hologra¬ ficznej, uzyskuje sie zapis hologramu badanej powierzchni 1, w postaci utajonych prazków interferencyjnych. Nastepnie plyte 3 holograficzna poddaje sie obróbce fotochemicznej i po wywolaniti, plyte 3 z hologramem umieszcza nie dokladnie w tym samym polozeniu. Element z badana powierzchnia 1 poddaje sie zalozonym procesom technologieznym, takim jak obróbka chemiczna, termiczna, mechaniczna, w v.yniku których wystepuje zmiana struktury powierzch¬ niowej* Po wykonaniu czynnosci technologicznych, element z badana powierzchnia 19f jak uwidoczniono na fig* 1 rysunku, umieszcza rcie w tyra samym polozeniu, przemieszcza sie przez translacje i obrót, przy czym wielkosc tego przemieszczenia jest taka, ze odleglosc pomie¬ dzy punktami A., i A? oraz B1 i B- wynosila okolo kilkunastu dlugosci fal uzytego swiatla 5 spójnego, po czym badana powierzchnie 1* oswietla sie wiazka 2 oswietlajaca, której promie¬ niowanie 4* rozproszone od badanej powierzchni 1* pada na plyte 3 holograficzna; Równoczes¬ nie na plyte 3 holograficzna kieruje sie wiazke odtwarzajaca, która stanowi wiazka swiat¬ la 5 spójnego i obserwuje sie poprzez tlo hologramu strukture prazków interferencyjnych badanych powierzchni 1, 1*. W wyniku zjawiska interferencji otrzymuje sie na tle obrazów powierzchni 1, 1f strukture prazków interferencyjnych o malej czestosci, które sa nastep¬ nie fotografowane i przez pomiar kontrastu za pomoca fotopowielacza okresla sie stopien i obszar zaistnialych zmian, jakie dokonaly sie na badanej powierzchni 1• W przypadku, gdy obszary zmian na badanej powierzchni sa male, to uzyskuje sie taka odleglosc pomiedzy praz¬ kami, aby byla ona mniejsza niz rozmiary obszarów zmian na badanej powierzchni 1. Odleglosc* te dobiera sie, stosujac odpowiednia wielkosc przemieszczenia, przy czym im wieksze prze¬ mieszczenie powierzchni, tym mniejsza dlugosc miedzy prazkami interferencyjnymi. Jesli brak zmian na badanej powierzchni 1 otrzymuje sie prazki o jednakowym kontrascie na calej badanej powierzchni 1.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób okreslenia stopnia i obszarów zmian zachodzacych w mikroskopowej strukturze - powierzchni za pomoca interferometrii h^7" "rafieznej przy uzyciu swiatla spójnego, zna¬ mienny tym, ze badana powierzchnie /i/ okresla sie za pomoca dwóch ekspozycji, z których w pierwszej ekspozycji badana powierzchnie /i/ oswietla sie wiazka /2/ oswietla¬ jaca, po czym umieszcza sie nad powierzchnia /i/ plyte /3/ holograficzna tak, azeby padalo promieniowanie A/ rozproszone wiazki /2/ oswietlajacej od badanej powierzchni i równoczes¬ nie na plyte /3/ holograficzna kieruje sie wiazke odniesienia swiatla /5/ spójnego i po naswietleniu zaslania sie plyte hi holograficzna, nastepnie umieszcza sie w tym samym po¬ lozeniu badana powierzchnie /lf/ ze zmianami struktury powierzchniowej i odslania sie ply¬ te hi holograficzna, po czym przeprowadza sie druga ekspozycje badanej powierzchni /i/, w której przemieszcza sie badana powierzchnie /lf/ przez translacje i obrót albo obró4 wzgledem polozenia w pierwszej ekspozycji, przy czym wielkosc przemieszczenia jest wieksza od 10-cio krotnej dlugosci fali uzytego swiatla hi spójnego i oswietla sie badana powierz¬ chnie li9I wiazka /2/ oswietlajaca, której promieniowanie /4f/ rozproszone od badanej po¬ wierzchni /lf/ pada na plyte hi holograficzna i równoczesnie na plyte hi holograficzna kieruje sie wiazke odniesienia swiatla hi spójnego, zas po naswietleniu plyty hi holo¬ graficznej, plyte te poddaje sie obróbce fotochemicznej, a z kontrastu miedzy jasnymi oraz ^ ciemnymi prazkami obrazu holograficznego okresla sie stopien i obszar zmian w mikroskopowej strukturze powierzchni. 2. Sposób okreslenia stopnia i obszarów zmian zachodzacych w mikroskopowej strukturze powierzchni, za pomoca interferometrii holograficznej przy uzyciu swiatla spójnego, znamienny tym, ze badana powierzchnie /1/ okresla sie za pomoca dwóch ekspo¬ zycji, z których w pierwszej ekspozycji badana powierzchnie /i/ oswietla sie wiazka /2/ oswietlajaca, po czym umieszcza sie nad badana powierzchnia /i/ plyte hi holograficzna tak, azeby padalo promieniowanie Ml rozproszone wiazki /2/ oswietlajacej od badanej po-129473 5 wierzchni A/ i równoczesnie na plyte hi holograficzna kieruje sie wiazke odniesienia swiatla A/ spójnego i po naswietleniu nalania sie plyte A/ holograficzna, nastepnie umieszczane w tym Baaym polozeniu badana powioracbnie /W ze zmianami struktury powierz¬ chniowej i odslania sie plyte hi holografie*^. PO czym przeprowadza sie druga ekspozycje badanej powierzchni /W, w której zmienia sie kierunki wiazki l?J oswietlajacej i osvxet- la ele badana powierzchnie /W, której promieniowanie A*/ rozproszone pada na plyte ,3/ holograficzna 1 równoczesnie na plyte hi holograficzna kieruje sie wiazke odniesienia swiatla I5l spójnego, zas po naswietleniu plyty A/ holograficznej, plrte te poddaje sie obróbce fotochemicznej 1 lkontrastu pomiedzy jasnymi oraz ciemnymi prazkami obrazu holo¬ graficznego okresla sie «opien i obszar zmian w mikroskopowej strukturze powierzchni. 3. Sposób okreslania stopnia i obszarów zmian zachodzacych w mikroskopowej strukturze powierzchni, za pomoca interferometrii holograficznej, przv uzyciu Swiatla spójnego, znamienny tym, ze badana powierzchnie /1/ oswietla sie wiazka A/ oswietla¬ jaca, po czym umieszcza sie nad badana powierzchnia A/ plyte A/ holograficzna tak, azeby padalo promieniowanie A/ rozproszone-wiazki l?.l oswietlajacej od badanej powierzchni /1 / i równoczesnie na plyte A/ holograficzna kieruje sie wiazke odniesienia swiatla hi spój¬ nego i po naswietleniu plyty A/ holograficznej, plyte te poddaje sie obróbce fotochemicz¬ nej, po czym wywolana plyte hi holograficzna z hologramem umieszcza sie dokladnie .w tya samym polozeniu, zas badana powierzchnie /W ze zmianami struktury powierzchniowej prze¬ mieszcza aie przez translacje i obrót albo obrót wzgledem polozenia naswietlonej badanej powierzchni i oswietla sie wiazka fzl oswietlajaca, której promieniowanie A'/ rozproszone od badanej powierzchni /1'/ pada na plyte A/ holograficzna i równoczesnie na plyte A/ holograficzna kieruje sie wiazke odtwarzajaca, która stanowi wiazka swiatla hi spójnego i obserwuje sie poprzez tlo hologramu strukture prazków interferencyjnych badanej powierz¬ chni hi, okreslajac Btopien i obszar zmian w mikroskopowej strukturze powierzchni.FIG.1129 473 FIG. 2 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl" PL