SU1567882A1 - Способ определени функции распределени высот и углов наклона шероховатой поверхности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  исследовани  структуры шероховатых поверхностей диэлектриков, металлов, полупроводников и др., что актуально в приборостроении, неразрушающем оптическом контроле и других отрасл х науки и техники. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и расширение области использовани  за счет измерени  функции распределени  высот и углов наклона микронеровностей, размеры которых сравнимы с длиной волны излучени , и за счет азимута пол ризации при помощи магнитооптического модул тора. Задают плоскость колебаний лазерного света под углом 0*98ϕ/2 K плОСКОСТи пАдЕНи , фОРМиРуюТ ВыСОКОКОгЕРЕНТНый пучОК C цилиНдРичЕСКиМ ВОлНОВыМ фРОНТОМ, СХОд щиМС  HA шЕРОХОВАТОй пОВЕРХНОСТи, пРОЕциРуюТ КОгЕРЕНТНОЕ изОбРАжЕНиЕ пРОфил  пОВЕРХНОСТи B плОСКОСТи РЕгиСТРАции, СКАНиРуюТ пОлучЕННОЕ изОбРАжЕНиЕ, ВыдЕл юТ зОНы КОРРЕлл ции, изМЕР юТ АзиМуТ пОл РизАции B пРЕдЕлАХ КАждОй зОНы и пО пОлучЕННыМ дАННыМ РАССчиТыВАюТ фуНКции РАСпРЕдЕлЕНи  МиКРОНЕРОВНОСТЕй пО ВыСОТАМ и углАМ НАКлОНА МиКРОНЕРОВНОСТЕй. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измеритель-; ной технике и может быть использовано дл  исследовани  структуры шероховатых поверхностей диэлектриков, металлов , полупроводников и т.д., что актуально в приборостроении, неразрушающем оптическом контроле и других отрасл х науки и техники,

Цель изобретени  - повышение точности измерени  и расширение области использовани  за счет измерени  функции распределени  высот и углов наклона микронеровностей, размеры которых сравнимы с длиной волны излучени 

и за счет определени  азимута пол ризации при помощи магнитооптического модул тора.

На чертеже изображена принципиальна  схема устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа измерени  функции распределени  высот и углов наклона шероховатой поверхности,

Устройство содержит источник 1 излучени , коллиматор 2, четвертьволновую пластинку 3, пол ризатор 4, объектив 5 с цилиндрическими преломл ющими поверхност ми, объектив 6 со сферическими преломл ющими поверхност ми, пол ризатор 7, диафрагму 8, магнитооптический модул тор 9, (Цотоэлектричес- кий блок 10 регистрации, блок 11 св зи , и мини -ЭВМ 12.,

Способ осуществл ют следующим образом .

На вход устройства поступает излучение от источника 1 излучени , например от одномодового лазера,JQ

Коллиматор 2, состо щий из двух объективов и диафрагмы между ними, служит дл  расширени  пучка и формировани  волны с плоским волновым фронтом . Пластинка 3 ориентируетс  таким |f образом, что ось наибольшей скорости составл ет угол 45 с плоскостью пол ризации лазерного пучка, что позвол ет получить циркул рную пол ризацию освещающего пучка, Пол ризатор 4 за- 20 дает плоскость колебаний световой волны под углом 90° к плоскости падени , Цилиндрический объектив 5 формирует волну со сход щимс  на поверхности объекта 13 цилиндрическим вол- 25 ЛЮБЫМ фронтом, Объект 13 осуществл ет пол ризационно-фазовую модул цию лазерного пучка. Объектив 6 проектирует изображение профил  исследуемой шероховатой поверхности объекта 13 сквозь 0 пол ризатор 7 в плоскость полевой диафрагмы , за которой расположен магнитооптический модул тор 9, фотоэлектрический блок 10 регистрации. Размер полевой диафрагмы 8 выбираетс  пор дка о$ 1/10 части размера зоны коррел ции в когерентном изображении профил  шерохо- ватой поверхности объекта 13. С помощью система пол ризатор 7 - магнитооптический модул тор 9 добиваютс  по- 40 лучени  минимального сигнала и определ ют величину поворота Ј азимута пол ризации световых колебаний в выделенной зоне коррел ции

,. .

где Г - угловой отсчёт системы,

Затем сканируют оптическое изображение профил  шероховатой поверхности и по отсчетам окул рного микрометра ,,. (не показано) определ ют величину шагового параметра t, соответствующего значению Ј const

t(,2)/f const,

где t ( и t 4 - отсчеты, определ ющие интервал в изображении профил  поверхности , плоскость пол ризации колеба- ( ний в котором не изменена.

Далее путем сканировани  полученного когерентного изображени  профил  иероховатой поверхности выдел ютс  овые зоны коррел ции и таким образом определ етс  массив значений Ј; поворотов плоскости пол ризации в зонах коррел ции и соответствующие им значени  шаговых параметров t (f; cons4,) Полученный массив и tj накапливаетс  в пам ти блока 11 св зи с мини- ЭВМ 12 и статистически обрабатываетс . В результате получают распределение микронеровностей по высотам и углам наклона исследуемой шероховатой поверхности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  функции распределени  высот и углов наклона шероховатой поверхности, заключающийс  в том, что облучают шероховатую поверхность пучком излучени , наблюдают изображение профил  поверхности и определ ют функцию распределени  высот и углов наклона шероховатой поверхности , отлич ающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  области использовани  за счет определени  функции распределени  высот и углов наклона микронеровностей , размеры которых сравнимы с длиной волны излучени , облучение производ т линейно-пол ризованным пучком высококогерентного излучени  с цилиндрическим волновым фронтом, сход щимс  на шероховатой поверхности, задают плоскость колебаний излучени  под углом Ot e i ir/2 к плоскости его падени , проецируют наблюдаемое изображение профил  поверхности в плоскость регистрации , сканируют полученное когерентное изображение профил , выдел ют в нем зоны коррел ции, измер ют азимут пол ризации световых колебаний в пределах каждой зоны коррел ции и по полученным данным определ ют функции распределени  высот и углов наклона микронеровностей.

   /3