SU1096491A1 - Устройство дл контрол неплоскостности поверхностей - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕГШОСКОСТНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ, содержащее источник излучени  и установленные последовательно сканирзтащий блок, выполненный в виде зеркала с приводом, интерферометр, регистратор , аналого-цифровой преобразователь ЭВМ и блок управлени , о т л ичающеес  тем, что, с целью повышени  производительности контрол , оно снабжено трем  блоками измерени  параметров движени  зеркала, соединенными выходами через аналогоцифровой преобразователь с входом ЭВМ, оптической системой, выполненной из трех линз и светоделител , установленной на выходе интерферометра , так, чтобы фокальные плоскости двух линз совпадали друг с другом и поверхностью зеркала, а фокус третьей линзы был совмещен с первой из двух линз и поверхностью светоделител  . 2. YcTpoiiCTBO по п. 1, о т л ичающеес  тем, что привод зерi кала выполнен в виде электромагнита, расположенного внутри него двуплечего рычага, установленного с возможс: ностью вращени  относительно оси электромагнита, и двух посто нных магнитов, закрепленных на рычаге симметрично относительно оси электромагнита .

Description

Изобретение относитс  к измерению еометрических размеров интерферениальиыми методами и может быть исользовано дл  контрол  неровности лоских поверхностей.

Известно устройство дл  контрод  еровностей поверхностей, содержаее источник света, интерферометр, регистратор, аналого-цифровой преобразователь ЭВМ. Устройство позвол ет получить интерферограмму поверхности , котора  после расшифровки позвол ет судить о неплоскостности поверхности .

Однако устройство характеризуетс  сложностью расшифровки результатов измерени  и, как следствие, низким быстродействием Cl.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  неплоскостности поверхностей, содержащее источник излучени  и установленные по ходу луча сканирующий блок, выполненный в Bi-me зеркала с приводом, интерферометр, регистра-т тор и аналого-цифровой преобразователь и ЭВМ С 23.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  производительность ко 1трол  из-за того, что сканирование осуществл етс  по одной координате . Дл  перехода к контролю вдоль другой координаты объект контрол  необходимо развернуть.

Цель изобретени  - повышение производительности контрол .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  контрол  нешгоскостности поверхностей, содерлсащее источник излучени  и установлеь ные последовательно сканирующий блок, выполненньш в виде зеркала с приводом, интерферометр, регистратор , аналого-цифровой преобразо ватель ЭВМ и блок управлени , снаблсено трем  блоками измерени  параметров движени  зеркала, соединеннь&ш Быходами через аналого-цифровой преобразователь с входом ЭВМ, оптической системой, выполненной из трех линз и светоделител , установленной на выходе интерферометра так, что фокальные плоскости двух линз совпадают друг с другом и поверхностью зеркала, а фокус третьей линзы совмещен с первой из двзгх линз и поверхностью светоделител .

Кроме того,привод зеркала выполнен в виде электромагнита, расположенного внутри него двуплечего рычага s установленного с возможностью вращени  относительно оси электромагнита , и двух посто нных магнитов,

закрепленных на рычаге симметрично относительно оси электромагнита.

На фиг. 1 изображена схема устройства дл  контрол  неплоскостности поверхности; на фиг. 2 - оптическа 

схема интерферометра, блока сканировани  и блоков измерени  параметров движени  сканирующего зеркала; на фиг. 3 - привод зеркала.

Устройство включает в себ  источник 1 излучени , сканирующий блок 2, интерферометр 3, регистратор 4 (состо щий из двух аналоговых блоков), аналого-цифровой преобразователь 5, ЭВМ 6, блок 7 управлени , блоки 8 10 измерени  параметров движени 

зеркала в блоке 2 сканировани , светоделитель 11 коллимирующуто линзу 12 Зеркала 13 и 14 установлены на выходе источника 1 излучени  дл  излома оптической оси. Сканирующее зеркало 15 блока 2 сканировани  (фиг.1) установлено в фокусе линзы 16. Зеркало 17 дл  формировани  рабочего пучка устанавливаетс  в параллельном пучке на выходе линзы 16, Светоделитель 11 установлен в фокусе линз 18 - 20 и 12. Блок определени  конца сканировани  состоит из светоделител  21 и фотоприемника 22. Линзы 23 и 24, в фокусе которых установлен светоделитель 25, а также зеркала 26 и 27, фильтры 28 и 29, и фотоприемники 30 и 31 образуют в совокупности регистров 4 (фиг, 1).

вокупности регистратор 4 (фит. 1).

Один из двух блоков определени  траектории сканировани , выполненных идентично, содержит, , материальный фотоприемник 32, объект 33 контрол  устанавливаетс  на подножке 34 и опорах 35.

Привод зеркала (фиг. 3) содержит электромагнит 36, двуплечий рычаг 37, расположенный внутри злектромагнита 36 с возможностью вращени  вокруг его оси. На двуплечем рычаге 37 установлены два посто нных магнита 38 и 39 симметрично относительно оси 40, Второй из блоков определени  траектории сканировани  содержит, например, диск 41 с отверсти ми, осветитель 42 и фотоприемник 43, Третий блок аналогичен второму.

Устройство работает следующим образом .

Излучение источника 1 (фиг. 2), отразившись от зеркал 13 и 14, падает на светоделитель 25, и фотоприемНИКИ 30 и 31 блоков 8-10определ ют траектории сканировани  (фиг. 1). Отраженный от сканирующего зеркала 15 луч с помощью зеркала 17 направл етс  на светоделитель 11, который делит лазерный луч на два: измерительный , которьш, проход  вторую коллимирующую линзу 12, падает на измерительный объект 33, закрепленный на подложке 34, опорный, который, проход  линзу 20 с помощью зеркала 17, направл етс  на светоделитель 25, Отразившись от исследуемой поверхности объекта 33, луч возвращаетс  на светоделитель 11, проходит его и линзу 19, а затем с помощью зеркала 26 падает на светоделитель 25. В плоскости светоделител  25 опорный и измерительный лучи интерферируют. Интерферирующие лучи линзами 23 и 24 фокусируютс  в плоскости фотопрйемников 30 и 31. Ввиду того, что разница числа отралсений измерительного и опорного лучей нечетна, они, пада  на приемники 30 и-31, имеют противоположные направлени  вращени  плоскости пол ризации.

При равенстве их интенсивностей положение плоскости пол ризации суммарного излучени  зависит от разности фаз измерительного и опорного лучей . Дл  преобразовани  поворота плоскости пол ризации суммарного излучени  в изменение интенсивности световых потоков, падающих на фотоприемники 30 и 31, перед ними установлены пол ризационные фильтры 28 и 29, которые обеспечивают фазовый сдвиг, равный 90 , между электрическими сигналами снимаемыми с фотоприемников.

Если измер емый образец имеет волнистость, то при мканирова1 ии лучом поверхности объекта (образец)

33, оптическа  разность хода лучей в плечах интерферометра 3 (фиг. 1) ме1шетс , и фотоприемники 30 и 31 вырабатывают переменный сигнал, период которого соответствует оптической разности хода Л/2 (Я - длина волны излучени ). Сигналы с фотоприемников 30 и 31 поступают в аналогоцифровой преобразователь 5 и далее в ЭВМ 6. С выходов блоков 8-10 оп-ределени  траектории сканировани  сигналы поступают на соответствующие входы блока 7 управлени , с выхода которого преобразованные сигналы в пол рных координатах поступают на вход ЭВМ 6.ЭВМ 6 преобразует информацию о профиле поверхности исследуемого образца, полученн- по в пол рных координатах, в информацию в пр |Моугольных координатах.

Сканирование луча осуществл етс  следующим образом.

При подаче тока в катушку электромагнита 36 (фиг. 3) посто нные магниты 38 и 39 взаимодействуют с магнитным полем, создаваемым катушкой электромагнита 36, и рычаг 37 поворачиваетс  относительно оси 40. Угол поворота рычага 37 при посто нной скорости вращени  определ етс  величиной тока в катушке 36. При подаче на катушку 36 пилообразного напр жени  ось симметрии рычага 37 описывает спираль.

Предлагаемое устройство позвол ет определить форму поверхности, максимальное отклонение поверхности образца от базовой поверхности, получить профилограммы, проецировать границы пригодной площади пластины дл  дальнейших операций, со.ртировать изделие по принципу Брак годен и гарантировать высокое качество готовых изделий. При этом положение объекта в процессе контрол  мен ть нет необходимости, что в свою очередь обеспечивает высокую производительность КОНТРОЛЯ.

////7////УУ77/ (риг. 2

1 43

fpl/e.J

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕПЛОСКОСТНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ, содер- i жащее источник излучения и установленные последовательно сканирующий блок, выполненный в виде зеркала с приводом, интерферометр, регистратор, аналого-цифровой преобразователь ЭВМ и блок управления, о т л и₍чающееся тем, что, с целью повышения производительности контро ля, оно снабжено тремя блоками измерения параметров движения зеркала, соединенными выходами через аналогоцифровой преобразователь с входом ЭВМ, оптической системой, выполненной из трех линз и светоделителя, установленной на выходе интерферометра, так, чтобы фокальные плоскости двух линз совпадали друг с другом и поверхностью зеркала, а фокус третьей линзы был совмещен с первой из двух линз и поверхностью светоде лителя .

2. Устройство по π. 1, отли чающееся тем, что привод зеркала выполнен в виде электромагнита, SS расположенного внутри него двуплечего рычага, установленного с возможностью вращения относительно оси электромагнита, и двух постоянных магнитов, закрепленных на рычаге сим- 2 метрично относительно оси электромаг- нита .

О с© о