SU526769A1 - Устройство дл измерени перемещени светового луча по одной координате на объекте - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, предназначено дл  измерени  перемещени  светового луча по одной координате на о бъекте и может найти .применение, например, в генераторах изображений, фотоповторител х и в других подобных устройстза.к в микроэлектронике , в оптичееких затюминатащих устройствах , а также в измерителыной микроскопии .

Известно устройство дл  измерени  положеНИИ светового луча, содержащее поворотное зеркало сканировани  луча по полю изображени  проекционной оптической системы, интерференционный гониометр дл  измерени  положени  луча на плоскости изображепн  с двум  утолкОВыми отражател ми, укрепленными на поворотном зеркале, дл  измерени  угла поворота зеркала сканировани .

Однако это устройство имеет ограниченный диапазон перемещени  светового Луча, определ емый величиной пол  изображени  проекционной оптической системы, и сложность регулировки чувствительности устройства, так как дл  этого необходимо изменить рассто ние между yrOvTKOBbiMH отралсател ми, укрелленными на поворотном зеркале. Кроме того, изменение разности хода лучей интерферометра с помощью двух подвижных уголковых отражателей приводит к технологическим трудност м получени  изменени  разности хода,

точно ранной смещению луча по плоскости изображени  короткофокусного объектива, например микрообъектива.

Иаиболее близким .по технической сущности и достигаемому положительному эф|фекту  вл етс  }стройство, содержащее основание, установленный на нем подвижный в направлении измерени  стол дл  размещени  объекта, проекционную снстем , выполненную в виде осветител , сканирующего зеркала, проекционного объектива и размещенную на столе, интерференционный блок измерени  смещени  стола и проекцио-нной системы, выполненный в виде светоделител , двух отрал ателей, образующих две ветвн интерферометра и каждый из которых установлен на столе, блок обработки сигналов с интерферометра.

Недостатком устройства  вл етс  малое быстродействие, так как дл  измерени  необходимо достичь строго определенного положени  изображени  участка измер емого объектива , например щтриха щтриховой меры, относительно оптической оои микроскопа путем перемещени  всей каретки. Повышение скорости измерени  путем грубой, в пределах -пол  зрени  микроскопа, установки каретки с последующим измерением отклонени  щтриха от олтической оои микроокопа снижает надеж-ность и точность измерени .

Целью изо-бретени   вл етс  повышение точности и надежности измерений.

Это достигаетс  тем, что устройство снабжено преобразователем угла поворота в изменение оптической разности хода в ветв х интерферометра, св занным со сканирующим зеркалом и установленным между светоделителем и отражателем.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

О:по содержит интерферометр, состо щий из осветительного устройства, представл ющего собой лазер 1 с щелевой диафрагмой 2, светоделитель 3, в виде плосканараллельной стекл нной пластины, отражателей 4, 5 первой и второй ветви интерферометра, укрепленных на подвижном столе 6, вспомогательных зеркал 7, 8, отсчетного устройства 9 с реверсивным счетчиком и устройством 10 индикации, проекционную оптическую систему, состо щую из проекционного объектива И, осветител  12, конденсатора 13, некоторого объекта 14, сканирующего зеркала 15, установленного в непосредствеиной близости к объективу И.

1ПроеК|Циопна  система расположена на столе , .перемещающемс  параллельно плоскости основани  16. На одной оси с зеркалом 15 установлены под углом друг к другу две лластины 17 и 18 с двухсторонним зеркальным -поК1 )ытием и окнами 19, 20 в средней части (с целью упрощени  чертежа ось показана условно в виде кинематической св зи 21). Угол поворота зеркала 15 измен етс  с .помощью какого-либо приводного механизма (на чертеже механизмы .привода каретки и зеркала не показавы ). Пластины 17 и 18 установлены между укрепленными на столе зеркалами 22 и 23, которые в совокупности образуют преобразователь угла поворота в изменение разности хода, зеркала 22 или 23, имеют окна 24, 25, одно из них .может перемещатьс  при юстировке параллельно самому себе.

Устройство работает следующим образом.

Параллельный пучок света от лазера 1 нонадает через диафрагму 2 на светоделитель 3, после которого часть светового луча, отразивщись от него и зеркала 8, через Окно 24 попадает на одну из зеркальных поверхностей пластины 17, отразивщись от которой направл етс  на зеркало 22, отразившись от зеркала 22, пройд  окно 19 и отразившись от зеркала 23 и второй поверхности пластины 17, направл етс  на отражатель 5 (перва  ветвь интерферометра ). После отражател  5 световой пучок мен ет направление и, пройд  весь вышеописанный путь в обратном направлении (17, 23, 19, 22, 17, 24, 8), возвращаетс  на светоделитель 3. Втора  часть пучка лучей лазера 1 проходит светоделитель 3, направл етс  на зеркало 7 и проходит аналогичный путь, а именно проходит окно 25, последовательно отражаетс  одной поверхностью пластины 18, зеркалом 23, проходит окно 20 и, отразивщись от зеркала 22 и второй поверхности пластины 18, направл етс  на отражатель 4 (втора 

ветвь интерферометра). Отразивщись от отражател  4, пучок проходит весь описанный путь в обратном направлении (18, 22, 20, 23, 18, 25, 7), возвращаетс  па светоделитель 3, где интерферирует с пучком первой ветви интерферометра . При смещении стола или поворота зеркала 15 интерференционные полосы перемещаютс  относительно фоточувствительного отсчетпого устройства 9, которое вырабатывает электрические сигналы, необходимые дл  работы реверсивного счетчика с устройством 10 индикации. Изображение свет щейс  части осветител  12 проецируетс  конденсором 13 на входной зрачок объектива И, чем

создаетс  равномерное освещение объекта 14. Лучи, рассе нные объектом 14, отразивщись от зеркала 15, попадают в объектив 11, который создает изображение объекта 14 на поверхности основани  16. При повороте зеркала 15 происходит смещение изображени  объекта 14 по полю изображени  оптической системы , и одновременно измен етс  разность хода лучей интерферометра.

При определенном угле между пластинами

17 и 18 и рассто нии .между зеркалами 22 и .23, которые определ юпс  расчетом, изменепие разности хода лучей интерферометра соответствует смещению изображени , которое получено сканированием.

Отсчет перемещени  изображени , нолученного как перемещением стола с проекционной оптической системой, так и ска.нированием но ПОЛЮ изображени  проекционной оптической системы происходит при этом непрерывно,

что повыщает надежность и точность измерени  положени  светового луча по линейной .координате.

В предлагаемом устройстве изменение разности хода световых лучей в зависимости от

угла поворота зеркала сканировани  может .быть получено при технологически легко осуществимых размерах сколь угодно малым, что .позвол ет применить в качестве объектива проекционный оптической системы микрообъектив .

Масштаб преобразовани  угла поворота в разность хода световых лучей зависит как от рассто ни  между двум  плоскими параллельными зеркалами с окнами, установленными

на столе, так и угла, под которым расположены прикрепленные к зеркалу сканировани  пла1стины с двухсторонним зеркальным покрытием , что позвол ет получить удобную дл  юстировки чувствительность устройства к рассто нию между установленными на каретке зеркалами с окнами путем выбора угла между пластинами, прикрепленными к зеркалу сканировани .

Отисанна  система зеркал не вносит дололнательной разности хода лучей в интерферометр при параллельном смещении оси поворота зеркала сканировани  отно1С1Ительно подвижного стола, которые дл  некоторых проекционных оптических систем (системы, представл ющие собой обращенный .микроскоп с

ДЛИНОЙ тубуса «бесконечность) не привод т к смещению изображени  относительно оптической оси, что позвол ет снизить требовани  к точности шарнирного угла поворотного зеркала сканировани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  .перемещени  светового луча по одпой координате на объекте, содержащее основание, установленный на нем подвижный в направлении измерени  стол дл  размещени  объекта, npoeKiunoHHyio систему, выполненную в виде осветител , сканирующего зеркала, проекционного объектива и разУ/ Л21 // // /// /// У/

   16

   мещенную на столе, интерференционный блок измерени  смещени  стола и проекционной системы , выполненный в виде светоделител , двух отражателей, образующих две ветви интерферометра , и один из которых или оба. установлены на столе, и блок обработки сигналов с интерферометра, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности и надежности измерений, оно снабжено преобразователем угла поворота в изменение оптической разности хода в ветв х интерферометра, св занным со сканирующим зеркалом и установленным между светоделителем и отражателем .