SU658402A2 - Object dimensions and shape checking method - Google Patents

Object dimensions and shape checking method

Info

Publication number
SU658402A2
SU658402A2 SU772488868A SU2488868A SU658402A2 SU 658402 A2 SU658402 A2 SU 658402A2 SU 772488868 A SU772488868 A SU 772488868A SU 2488868 A SU2488868 A SU 2488868A SU 658402 A2 SU658402 A2 SU 658402A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sensitivity
increase
hologram
objects
angle
Prior art date
Application number
SU772488868A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Георгиевич Власов
Александр Евгеньевич Штанько
Александр Сергеевич Богомолов
Original Assignee
Научно-Исследовательский Институт Строительной Физики Госстроя Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-Исследовательский Институт Строительной Физики Госстроя Ссср filed Critical Научно-Исследовательский Институт Строительной Физики Госстроя Ссср
Priority to SU772488868A priority Critical patent/SU658402A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU658402A2 publication Critical patent/SU658402A2/en

Links

Landscapes

  • Holo Graphy (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к оптическим измерени м на основе голографии и спектр-интерферометрии и предназначено дл  бесконтактного контрол  размеров и формы объектов, например, серийных изделий путем сравнени  с эталонным объектом и получени  разностных интерференционных контурных карт рельефа поверхности. Изобретени может примен тьс  также дл  контрол  размеров и формы объектов и при отсутствии эталонного объекта за счет получени  интерференционных кортурных карт рельефа поверхности.;The invention relates to optical measurements based on holography and spectrum-interferometry, and is intended for non-contact monitoring of the size and shape of objects, for example, mass-produced items by comparing with a reference object and obtaining differential interference contour maps of the surface topography. The invention can also be used to control the size and shape of objects and in the absence of a reference object by obtaining interference contour maps of the surface relief .;

Известен способ контрол  размеров и формы объектов, заключающийс  в получении разностных интерференционных контурных карт рельефа поверхности , характеризующих отличие в размерах и форме между контролируемьм и эталонным объектами l .There is a method of controlling the size and shape of objects, which consists in obtaining differential interference contour maps of the surface relief, which characterize the difference in size and shape between the control and reference objects l.

С целью повышени  точности контрол  в процессе записи голограммы на hee фокусируют совмещенные изображени  эталонного и контролируемого объектов гпричем пучки, отраженные от этих объектов, используют как опорные по отношению друг к другу и как объектные по отношению к ним самим.In order to increase the accuracy of the control, in the process of recording the hologram on hee, the combined images of the reference and controlled objects are focused onto the high-intensity beams, reflected from these objects, are used as reference to each other and as object to them.

Недостаток известного способа заключаетс  в его пониженной чувствительности , больше чем на пор док уступающей теоретически возможной.The disadvantage of the known method lies in its reduced sensitivity, which is more than an order of magnitude less than theoretically possible.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности.The aim of the invention is to increase the sensitivity.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что отраженное волновое поле излучени  модулируют после первой экспозиции по закон5The goal is achieved by the fact that the reflected wave field of radiation is modulated after the first exposure according to the law5

AcicosoLAcicosoL

ii. ,ii. ,

дрdr

COBfiCOBfi

где ОС- угол освещени  объекта;where OS is the angle of illumination of the object;

Ь- угол отражени  излучени  от объекта.B is the angle of reflection of radiation from the object.

Согласно изобретению освещают сравниваемые объекты когерентным излучением, после чего оптически совмещают отраженное от сравниваемых объектов излучение и производ т запись голограммы однократной экспозицией (метод реального масштаба времени), или двойной экспозицией (метод двойной экспозиции). Далее , как и в основном способе, выполн ют операцию изменени  оптического пути в части голографической схемы, содержащей освещающий источник, сравнивае -5ые объекты н голограмму. Данна  операци  выполн етс  после первой эк-спозидии и может быть выполнена в различны.; вариантах: смещением освещающего источника, изменением ег длины волны или изменением коэффициента преломлени  жидкости, в которую помещены сравниваемые объекты.According to the invention, the compared objects are illuminated with coherent radiation, after which the radiation reflected from the compared objects is optically combined and a hologram is recorded by a single exposure (real time scale method) or double exposure (double exposure method). Further, as in the basic method, the operation of changing the optical path in the part of the holographic scheme containing the illuminating source is performed, comparing -5th objects to the hologram. This operation is performed after the first eksposidii and can be performed in various.; options: by shifting the illuminating source, by changing its wavelength or by changing the refractive index of the fluid in which the compared objects are placed.

Рассмотрим, в качестве примера, вариант указанной операции, основан вый на смещении освещающего источника . Как известно, информаци  по поверхностной микрост)уктуре объекта , если последн   превышает длину волны освещающего излучени , переноситс  на отраженное излучение. Микрструктура поверхности диффузно отражающи: объектов  вл етс  случайной функцией пространственных координат поэтому отраженное волновое поле таже становитс  случайной функцией упом нутого аргумента. В результате смещени  освещающего источника диаграмма направленности отраженного излучени  поворачиваетс  и волновое поле в плоскости голограммы (или в плоскости оптической системы, если записывалась голограмма сфокусированного изображени ) смещаетс  относительно своего первоначального положени  сConsider, as an example, a variant of this operation, based on the displacement of the illuminating source. As is known, information on the surface microscope of an object, if the latter is longer than the wavelength of the illuminating radiation, is transferred to the reflected radiation. The microstructure of the surface is diffusely reflective: objects are a random function of spatial coordinates, so the reflected wave field also becomes a random function of the above argument. As a result of the displacement of the illuminating source, the radiation pattern of the reflected radiation is rotated and the wave field in the plane of the hologram (or in the plane of the optical system, if the hologram of the focused image was recorded) is shifted relative to its original position from

Ввиду уже отмеченного, факта случайной зависимости диффузно отраженных волновых полей от пространственных координат, коррелированный вклад на восстановленном изображении в образование разностных интерференционных контурных карт рельефа поверхности внос т только те части волновых полей (существовавши во вjpeм  первой экспозиции и в реалном масштабе времени или во врем  первой и второй экспозици х), которые пространственно перекрьшаютс  в пределах апертуры голограммы или апертуры оптической системы в случа голограммы сфокусированного изображени .In view of the fact that the diffusely reflected wave fields randomly depend on the spatial coordinates, the correlated contribution on the reconstructed image to the formation of difference interference contour maps of the surface relief is made only by those parts of the wave fields (existing at the first exposure time or and second exposures) that spatially overlap within the aperture of the hologram or the aperture of the optical system in the case of a hologram focusing nnogo image.

Таким образом, увеличение смещени  освещающего источника, необходимое- дл  увеличени .чувствительности , приводит к увеличению декоррл ции волновых полей, образующих на восстановленном изображении разностные интерференционные контурные карты рельефа поверхности, что определ ет максимально возможную чувствительность, достигаемую в в основном способе - прототипе.Thus, an increase in the displacement of the illuminating source, which is necessary to increase the sensitivity, leads to an increase in the decorrellation of the wave fields, which form differential interference contour relief surface maps on the reconstructed image, which determines the maximum possible sensitivity achieved in the basic prototype method.

- Согласно изобретению, между сравниваемыми объектами и гологрс1ммой устанавливают диафрагму,;то есть непрозрачный экран с одним или несколкими отверсти ми, которую после первой экспозиции перемещают так, чтобы компенсировать изменение дна граммы направленности излучени  отраженного от сравниваемых объектов . Если записываетс  голограмма рфокусированного изображени , то указанную Диафрагму устанавливают- According to the invention, between the objects being compared and the hologram, a diaphragm is installed, i.e. an opaque screen with one or several openings, which after the first exposure is moved so as to compensate for the change in the bottom of the radiation pattern reflected from the objects being compared. If a hologram of the rfocused image is recorded, then the specified aperture is set to

.между сравниваемыми объектами и оптической системой, фокусиругацей их ,совмещенные изображени  в плоскость голограммы.Пусть,например,положение освещающего источника таково,что поверхность контролируемого объекта освещаетс  под углом d-, а дл  записи голограммы используютс  волновые пол , диффузно отраженные от поверхности объекта под средним угломbetween the objects being compared and the optical system focusing them, the combined images in the hologram plane. For example, let the position of the illuminating source be such that the surface of the object being monitored is illuminated at an angle d- and the wave fields diffusely reflected from the object surface under mid angle

Р), то есть дифрагировавшие на -микроструктуре поверхности, имеющей . средний период Р. Как известно 5 дл  первого пор дка дифракции формула дифракционной решетки имеет .вид:P), that is, the surface diffracted on a microstructure, having. mean period P. As is known, 5 for the first order of diffraction, the diffraction grating formula has the form:

p(s-indL-sinp) - А , (Лp (s-indL-sinp) - A, (L

где Д - длина волны. Дифференциру  (1), получим:where D is the wavelength. Differentiator (1), we get:

AdCOSdL Др , (2-AdCOSdL Dr, (2-

COSfbCosfb

Таким оВразом, Ъри повороте освещающего излучени  на угол дЛволновое поле в плоскости диафрагмы, расположенной на рассто нии 6 от объекта , смещаетс  на величину д|32.Thus, when the illumination is rotated by an angle dL wave field in the plane of the diaphragm, located at a distance of 6 from the object, is shifted by the value of g | 32.

Диафрагму после первой экспозиции перемещают так, чтобы компенсировать изменение диаграммы направленности излучени , отраженного от сравниваемых объектов, то есть перемещают на величину др, Если голограмма записывалась по схемам голографии Френел  или Фурье-Фраунгофера, то волновое поле смещаетс  не только в плоскости диафрагмы, но и в плоскости голограммы. Поэтому волновые пол , образующие интерференционную картину на восстановленном изображении , будут восстановлены с различных участков фотопластинки или другой регистрирующей среды, примененной дл  записи голограмм, что может исказить интерференционную картину на восстановленном изображении, например , из-за различной толщины фотоэмульсии на различных участк,ах фотопластинки. Изложенные соображени  заставл ют предпочесть вариант голографии сфокусированного изображени , выбранный и в способе - прототипе . В этом случае интерференционна  картина может быть искажена только из-за изменени  аберраций по объективу оптической системы, что вносит существенно меньшую, и к тому же не случайную, а систематическую погрешность.After the first exposure, the aperture is moved so as to compensate for the change in the radiation pattern reflected from the objects being compared, i.e., move by the amount of others. If the hologram was recorded using Fresnel or Fourier-Fraunhofer holographic schemes, the wave field is shifted not only in the aperture plane, but also in the plane of the hologram. Therefore, the wave fields forming the interference pattern in the reconstructed image will be reconstructed from different parts of the photographic plate or other recording medium used to record holograms, which can distort the interference pattern in the reconstructed image, for example, due to the different thickness of the emulsion on different parts of the photo plate. . The foregoing considerations make it preferable to prefer the holographic version of the focused image, which is also chosen in the prototype method. In this case, the interference pattern can be distorted only because of changes in aberrations in the lens of the optical system, which introduces a much smaller, and also not random, but systematic error.

После выполнени  описанных операций методом реального масштаба времени или методом двойной экспозиции получают разностные интерференционные контурные карты рельефа поверхности , несущие информацию о различии между сравниваемыми объектами по размерам и форме.After performing the described operations using the real-time method or the double-exposure method, differential interference contour maps of the surface relief are obtained, carrying information about the difference between the compared objects in size and shape.

Claims (1)

Предлагаемый способ применим также и к способам получени  интерференционных контурных карт рельефа поверхности контролируемого объекта Б отсутствие эталонного объекта. Конкретное повышение чувствитель ности, получаемое в результате применени  изобретени , зависит от качества оптической системы, использу мой дл  записи голограммы сфокусиро ванного изображени . Так, объектив типа Индустар-61, примен емый в любительских фотоаппаратах, при экспериментальной проверке предложенного способа позволил получить увеличение чувствительности в 5 раз. Очевидно, применение более качественных объективов позволит получить увеличение чувствительности до максимально возможной теоретически, котора  определ етс  средне-квадратичной высотой микроструктуры поверхности и выиграть в чувствительЬости примерно на пор док. 026 Формула изобретени  Способ контрол  размеров и формы объектов по авторскому свидетельству СССР № 470699, отличающийс  тем, что с целью повышени  чувствительности, отраженное волновое поле излучени  модулируют после первой экспозиции по закону . п.- cosji где - угол освещени  объекта j Р - угол отражени  излучени  от объекта. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 470699, кл. G 01 В 9/021, 3.5.73.The proposed method is also applicable to methods for obtaining interference contour maps of the surface topography of the object under test B, the absence of a reference object. The specific increase in sensitivity resulting from the application of the invention depends on the quality of the optical system used to record the hologram of the focused image. Thus, the lens of the type Industar-61, used in amateur cameras, with experimental verification of the proposed method made it possible to obtain an increase in sensitivity of 5 times. Obviously, the use of higher-quality lenses will make it possible to obtain an increase in sensitivity to the maximum possible theoretically, which is determined by the mean-square height of the surface microstructure and gain in sensitivity by about an order of magnitude. 026 The invention The method of controlling the size and shape of objects according to the USSR author's certificate No. 470699, characterized in that in order to increase the sensitivity, the reflected wave radiation field is modulated after the first exposure according to the law. where cos is the angle of illumination of the object j P is the angle of reflection of radiation from the object. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 470699, cl. G 01 B 9/021, 3.5.73.
SU772488868A 1977-04-28 1977-04-28 Object dimensions and shape checking method SU658402A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772488868A SU658402A2 (en) 1977-04-28 1977-04-28 Object dimensions and shape checking method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772488868A SU658402A2 (en) 1977-04-28 1977-04-28 Object dimensions and shape checking method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU470699 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU658402A2 true SU658402A2 (en) 1979-04-25

Family

ID=20710181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772488868A SU658402A2 (en) 1977-04-28 1977-04-28 Object dimensions and shape checking method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU658402A2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3580655A (en) Wavefront reconstruction
US3838903A (en) Wavefront reconstruction
US4165930A (en) Camera having a holographic indicator
Gray A method of forming optical diffusers of simple known statistical properties
JP7170342B2 (en) Holographic three-dimensional multi-spot photostimulation device and method
TW478032B (en) Method and device for laser plotting, hologram master and the manufacturing method thereof
US4464052A (en) Differential holographic interferometry
SU658402A2 (en) Object dimensions and shape checking method
US3970358A (en) Coherent, quasi-monochromatic light source
US3548643A (en) Holographic vibration analysis method and apparatus
US3672776A (en) Holographic real-time interferometry with a reconstructed reference beam
Givens Introduction to holography
US3658404A (en) Complex wave modifying structure holographic system
US4466693A (en) Holographic straightness meter
SU911450A1 (en) Device for recording hologram of object in counter beams
US4289372A (en) Technique for recording a hologram suitable for use in optical retrieval system
US3540790A (en) Method and means for recording and reconstructing holograms without use of a reference beam
SU1140085A1 (en) Stereoscopic photography method
RU2054618C1 (en) Method of holographic monitoring of wave front
SU1562687A1 (en) Method of determining object surface shape
JP2806927B2 (en) Hologram reproducing method and reproducing apparatus
SU449651A1 (en) Method for producing holographic interferograms
RU2006791C1 (en) Holographic interferometer for determination of residual stress
Denisyuk et al. Three-dimensional imaging by means of a reference-free selectogram recorded in a thick-layered light-sensitive material
SU470699A1 (en) The way to control the size and shape of objects