SU823843A1

SU823843A1 - Способ бесконтактного контрол попе-РЕчНыХ РАзМЕРОВ МиКРООб'ЕКТОВ

Info

Publication number: SU823843A1
Application number: SU792789612A
Authority: SU
Inventors: Андрей Евгеньевич Краснов; Гиви Григорьевич Гугунишвили
Original assignee: Ордена Ленина Институт Проблемуправления
Priority date: 1979-07-03
Filing date: 1979-07-03
Publication date: 1981-04-23

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле шероховатости и других статистических па-. . раметров материалов.

Известны способы бесконтактного измерения размеров одиночных микрообъектов, по которь®* направляют .когерентное излучение на контролируемый образец или слайд с его изображением, .формируют двумерный спектр пространственных частот исследуемого распределения, применяют различные приемы сканирования спектра (1J.

Недостатком известных способов является то, что они не позволяют измерять размеры микрообъектов при нерегулярном расположении их совокупности в плоскости наблюдения и разбросе по размерам. 20

Наиболее близким к изобретению по . технической сущности и достигаемому результату является способ бесконтакт^ного контроля поперечных размеров ‘_ микрообъектов, заключающийся в том, 25 что направляют на исследуемое распределение микрообъектов когерентное излучение, получают спектр пространственных частот исследуемого распрет . деления путем фокусирования рассеян- 30 ного им излучения, производят угло®* вые усреднения интенсивности полученного спектра и измеряют радиальные составляющие усредненной интенсивности (2] .

Однако известный способ не обладает достаточной точностью из-за невысокой разрешающей способности. Кроме того, усредненная спектральная интенсивность образуется в результате как некогерентной, так и когерентной суперпозиций излучения, в то время как при измерениях, по известному способу учитывают лишь некогерентную суперпозицию.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что угловое усреднение производят, вращая спектр пространственных частот в плоскости фокусировки вокруг точки, соответствующей нулевой пространственной частоте, оценивают когерентную и некогерентную составляющие усредненного радиального спектрального распределения и по их величинам судят о количестве микрообъектов соответствующего размера.

На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа.

миtO

Устройство содержит квантовый генератор 1расширитель 2 когерентного светового'пучка, позитивный слайд 3 с анализируемым изображением, кассету 4, двигатель 5 вращения кассеты 4, объектив б, узкополосный фильтр-диафрагму 7, фотодиод 8, ^!крометрическую головку 9, инерционный гальванометр 10.

Способ реализуется следующим образом.

Оптический квантовой генератор 1 с помощью расширителя 2 когерентного светового пучка освещает позитивный слайд 3 с анализируемым изображением. Слайд 3 крепится к кассете 4, вращаемой с помощью двигателя 5 в плоскости, перпендикулярной оптической оси системы с центром вращения, находящимся на этой оси. Объектив б формирует в плоскости узкополосного фильтра-диафрагмы 7 спектр простран- , 20 ственных частот исследуемого изображения. За диафрагмой 7 расположен фотодиод 8, перемещаемый вместе с диафрагмой 7 вдоль прямой,, проходящей через центр спектрального распределения , в плоскости, перпендикулярной оптической оси системы. Микрометрическая головка 9 фиксирует величину сдвига диафрагмы 7, т.е. пространственную частоту исследуемого, изображения. Инерционный гальванометр 10

- измеряет величину фототока, пропорциональную усредненной величине спектра мощности на фиксируемой пространственной частоте. По этой величине оценивают когерентную и некогерентную35 составляющие усредненного спектрального распределения и по их величине судят о количестве микрообъектов соответствующего размера и i где п_ц(r_m), MrJ - число микрообъ^Н ектов радиуса;

m = 1,2.. ,М,’ отыскиваемое соответ-, ственно по значениям некогорентной и когорентной составляющих усредненного спектрального распределения;

где ω = /ω/,

- двумернь1й вектор координат в фокальной плоскости;

- шаг измерения;

- длина волны когерентного излучения;

f - фокусное расстояние фокусирующего элемента;

X - апертура исследуемого <

распределения;

С - постоянная прибора, зависящая от его параметров, а также от среднего пропускания (отражения) анализируемого объекта;

усредненная спектральная интенсивность.

Истинное значение функции распределения числа частиц по размерам аппроксимируется выражением η ^п к* ^пн с соответствующей ошибкой аппроксимации

П н-Г»к _{Δη =}------(η_κέηέΠ_Η).

Использование предлагаемого способа позволит простыми средствами производить достаточно точный экспресс-анализ контролируемых образцов.

Claims

(54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО КОНТРОЛЯ ПОПЕРЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ МИКРООБЪЕКТОВ Устройство содержит квантовый генератор . 1/ расширитель 2 когерентного световогопучка, позитивный слайд 3 с анализируемым изображением, кассету 4, двигатель 5 вращени кассеты 4, объектив б, узкополосный фильтр-диафрагму 7, фотодиод 8, микрометрическую головку 9, инерционный гальванометр 10. Способ реализуетс следующим образом . . Оптический квантовой генератор 1 с помощью расширител 2 когерентного светового пучка освещает позитивный слайд 3 с анализируемым изображением Слайд 3 крепитс к кассете 4, вращаемой с помощью двигател 5 в плоскости , перпендикул рной оптической оси системы с центром вращени , наход щимс на этой оси. Объектив б формирует в плоскости узкополосного фильтра-диафрагмы 7 спектр пространственных частот исследуемого изображени . За диафрагмой 7 расположен фотодиод 8, перемещаемой вместе с ди афрагмой 7 вдоль пр мой,, проход щей через центр спектрального распределени , в плоскости, перпендикул рной оптической оси системы. Микрометрическа головка 9 фиксирует величину сдвига диафрагмы 7, т.е. пространственную частоту исследуемого.изобр жени . Инерционный гальванометр 10 измер ет величину фототока, пропорциональную усредненной величине спе ра мощности на фиксируемой простран ственной частоте. По этой величине оценивают когерентную и некогерентн составл ющие усредненного спектраль ного распределени и по их величине суд т о количестве микрообъектов со ответствующего размера t 3lwU - 3iUn, нЫ OlWn, ГГЧ- где Пц (г) , nj(r) - число микрообъектов радиуса m 1, 2.. .M,i отыскиваемое соотве ственно по значени м некогорентной и когорентной составл ющих усредненного спектрального распределени W /W/, OJ - двумернь1й вектор координат в фокальной Ш1ОС кости; - шаг измерени Я - длина волны когерентног излучени ; f - фокусное рассто ние фокусирующего элемента; X - апертура исследуемого i распределени ; С - посто нна прибора, завис ща от его параметров , а также от среднего пропускани (отражени ) анализируемого объекта; D(to)- усредненна спектральна интенсивность. Истинное значение функции распределени числа частиц по размерам аппроксимируетс выражением с соответствующей ошибкой аппроксимации йП (. Использование предлагаемого способа позволит простыгли средствами производить достаточно точный -экспресс-анализ контролируемых образцов, Формула изобретени Способ бесконтактного контрол поперечных размеров микрообъектов, заключающийс в том, что направл ют на исследуемое распределение микрообъектов когерентное излучение, получают спектр пространственных частот исследуемого распределени путем фокусировани рассе нного им излучени , производ т угловое усреднение интенсивности полученного спектра и измер ют радиальные составл ющие усредненной интенсивности, о т л и ч аю щ и и с тем,что,с целью повышени точности контрол , угловое усреднение производ т, враща спектр пространственных частот в плоскости фокусировки вокруг точки, соответствующей нулевой пространственной частоте, оценивают когерентную и некогерентную составл ющие усредненного радиального спектрального распределени и по их величине суд т о количестве микрообъектов соответствующего размера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 619792, кл. G 01 В 2/30 19.78.
2.Патент США 3469921,кл.356-102 1969 (прототип).

Ю