SU1651095A1 - Способ определени формы поверхности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измор тепь ной технике, к определению формы поверхностей оптическими методами Цель изобретени  - расширение диапазона ви дов контролируемых поверхностей посред ством измерени  характеристик пол ризации отраженного пучка излучени  Формируют плоскость пол ризации освещающего лазерного пучка под углом 0° Во 90°относительно плоскости падени , выдел ют регул рный отраженный пучок с последующей его магнитооптической модул цией , измер ют азимуты пол ризации отраженной волны в каждой точке сканировани , по которым определ ют форму исследуемой поверхности 1 з п ф-лы,1 мл

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, к определению формы поверхностей диэлектриков, металлов, полупроводников оптическими методами

Цель изобретени  - расширение диапазона видов контролируемых поверхностей посредством измерени  характеристик пол ризации отраженного пучка излучени .

На чертеже приведена схема устройства , реализующего предложенный способ.

Устройство содержит источник 1 излучени , четвертьволновую пластинку 2. пол ризатор 3. сканирующий узел 4. проекционный объектив 5, полевую диафрагму 6, магнитооптический модул тор 7,

пол ризатор-анализатор 8, фотоэлектр че ский умножитель 9, линии ЭВМ 10 и контролируемую поверхность 11

При облучении исследуемой поверхности направленным лазерным пучком угол встречи может быть записан в следующем виде.

ъ оо +у,(1)

где do - угол падени  у - ориентаци  микронормали к поверхности в точке сканировани .

Величина азимута пол ризации волны отраженной элементом поверхности задаетс  выражением

Јj arctg

tgeo

n sin сш -sin2 eg-sin2 a, n sin oj i2-sin2 ct + sin2 «i

Здесь fb - азимут пол ризации освещающей волны n - величина показател  преломлени 

(2)

Ориентаци  микронормзли элемента поверхности в точке сканировани  может быть рассчитана из соотношени 

}1 arc sin

/ai tg2 Јj + 32 tg Q УЭЗ tg2 EJ + ЭА tg e + as ae tg2 Јj + a tg Јj + за

где ак - совокупность функционэлов, завис щих ОТ Јо И П.

Таким образом, накаплива  массив данных о значени х азимутов пол ризации от- раженной волны в каждой точке сканировани , можно однозначно найти уравнение формы исследуемой поверхности по следующему алгоритму:

х XQ- хп

Gji {ji (ei ) I Јi у (4)

В ситуации, когда поверхность шероховата , осуществл   с помощью проекционного обьектива и полевой диафрагмы, расположенной в его фокусе, операцию выделени  регул рного зеркально отраженного пучка из диффузно рассе нного, можно однозначно определить величину Јj, а следовательно , и форму всей поверхности.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

На вход устройства поступает излучение одномодового лазера Л Г-38 (источник 1 излучени ). Четвертьволнова  пластинка 2 ориентируетс  таким образом, чтобы ее ось наибольшей скорости составл ла угол 45° относительно плоскости пол ризации лазерной волны, что обеспечивает формирование циркул рно пол ризованной освещающей волны. Пол ризатор 3 задает плоскость пол ризации падающего на поверхность луча под углом 0° Јо 90° относительно плоскости падени .

Проекционный объектив 5 формирует изображение сканируемого с помощью сканирующего узла 4 поверхности объекта в плоскость полевой диафрагмы 6, котора  выдел ет регул рный (зеркальный) пучок из диффузного. Магнитооптический модул тор 7 реализует раскачку плоскости пол ризации регул рного отраженного пучка с часто (3)

той f. Пол ризатор-анализатор 8 преобразует сигнал, вырабатываемый фотоэлектронным умножителем 9, в сигнал, измен ющийс  с частотой 2f, что контролируетс  с помощью осциллографа С1-73. Это позвол ет измер ть азимут пол ризации от- ражененой волны с точностью 5. Далее путем сканировани  накапливаетс  массив данных о значени х азимутов пол ризации

отраженной волны во всех точках траектории сканировани . В результате получаем уравнение, описывающее форму исследуемой поверхности. Таким образом осуществл етс  пр мое измерение призвольной

формы поверхностей как зеркальных, так и шероховатых.

Claims (2)

1.Способ определени  формы поверхности , заключающийс  в том, что направл ют на поверхность лазерный пучок излучени , сканируют элементы поверхности , измер ют параметры отраженного пучка излучени , с учетом которых определ ют форму поверхности, отличающийс 

тем, что, с целью расширени  диапазона видов контролируемых поверхностей, при направлении на поверхность ориентируют плоскость пол ризации лазерного пучка под углом Ј0 относительно плоскости падени , где 0° Ј0 90о. выдел ют отраженную регул рную составл ющую пучка излучени , а в качестве параметров отраженного пучка выбирают азимуты пол ризации отраженной волны.в к ждой точке

сканировани .

2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени , осуществл ют колебани  плоскости пол ризации регул рной составл ющей

отраженного пучка посредством магнитооптической модул ции.

//