СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ Российский патент 2004 года по МПК G01B9/00 

Предлагаемое изобретение относится к области электроники и может быть использовано в приборо- и радиостроении, а также в электронной промышленности при производстве оптически прозрачных полупроводниковых кристаллических материалов и изделий из них.

Известен способ измерения остаточных напряжений в полупроводниковых кристаллах по соотношению интенсивностей светового излучения, прошедшего кристалл [1], принятый в качестве аналога способа.

Согласно известному способу луч света поляризуют и направляют на образец, после прохождения которого изменяется степень эллиптичности светового луча. Вращающийся анализатор преобразует степень эллиптичности в постоянную и переменную составляющие интенсивности луча. По соотношению интенсивностей этих составляющих определяли остаточные напряжения в образце.

Недостаток известного способа заключается в высокой трудоемкости процесса при определении напряжений, обусловленной ручным режимом измерений, временной цикл которого (измерение - пауза) по продолжительности составляет от десятков секунд до нескольких минут на одну точку. Другой недостаток состоит в пониженной чувствительности, характерной для методов с поляризацией луча света за счет вращающегося анализатора, и пониженной точности, из-за вибраций вращающегося анализатора.

Известен способ определения остаточных напряжений в кристаллах гадолиний-галлиевого граната поляризационно-оптическим методом по разности фаз с помощью лазерного луча [2], который принят в качестве прототипа способа.

Согласно прототипу лазерный луч предварительно эллиптически поляризуют и модулируют частотой 4 кГц, прикладывая переменное напряжение от высокочастотного генератора через выходной трансформатор к электрооптическому кристаллу модулятора-компенсатора. Формируют разность фаз светового луча Δ с постоянной (компенсационной) компонентой Δ_k (компонента Δ_k для оптической схемы без анализируемого кристалла равна нулю, при U_k=0) и переменной компонентой Δ_msinΩt. Наличие в поле действия светового луча напряженного участка кристалла, при прохождении света через исследуемый кристалл, вызывает появление дополнительной (наведенной) разности фаз Δ₀. Затем поляризованное и модулированное излучение последовательно проходит через анализатор, попадает на фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), селективный усилитель и выводится на экран осциллографа или регистрируется и обрабатывается вручную или вычислительным устройством.

Процесс измерения заключается в приведении поляризации светового луча в состояние первоначальной поляризации, т.е. компенсации величины Δ₀ путем формирования при помощи высоковольтного источника питания компенсационной разности фаз Δ₀, равной по абсолютной величине наведенной разности фаз Δ₀, но обратной по знаку. Момент компенсации определяется по характеру изменения электрического сигнала, наблюдаемого на экране осциллографа или милливольтметра. Электрический сигнал с ФЭУ поступает предварительно на два параллельных селективных милливольтметра, настроенных на первую и вторую частоты гармоники модуляции, и после усиления подается на осциллограф. После сложения частот гармоник модуляции на экране осциллографа наблюдается фигура Лиссажу. При равенстве по абсолютной величине наведенной и компенсационной разностей фаз (|Δ₀|=|Δ_k|) с экрана осциллографа исчезает первая частота гармоники модуляции и пропадает фигура Лиссажу - она вырождается в линию, одновременно регистрируют на вольтметре отвечающую моменту компенсации величину постоянного напряжения, являющегося тестовым сигналом и подаваемого на кристалл модулятора-компенсатора. При этом величина постоянного электрического напряжения откалибрована в значениях остаточных механических напряжений в анализируемом кристалле.

Основной недостаток прототипа заключается в субъективности и высокой трудоемкости измерений: продолжительность собственно процесса измерения в одной точке составляет несколько десятков секунд. Это обусловлено необходимостью дискретно перемещать образец относительно светового луча и для каждой точки вручную изменять подаваемый на кристалл модулятора-компенсатора тестовый сигнал (электрическое напряжение), визуально определяя момент компенсации. Прототип также требует предварительной экспертной оценки уровня напряжений в кристалле, для того чтобы обеспечить в процессе измерений для всех участков образца выполнение условия |Δ_k|≥|Δ₀|. А это условие предполагает достаточно высокий уровень подготовки специалиста, выполняющего измерения.

Рассматриваемое в прототипе применение сканирования и самописца при проведении измерений вдоль линии по диаметру кристалла не устраняет в полной мере отмеченных недостатков, т.к. дальнейшая обработка результатов измерений выполняется вручную. Кроме того, применение самописца не позволяет определить знак напряженного состояния в анализируемом участке кристалла (сжимающие или растягивающие напряжения), т.к. в этом случае измеряются абсолютные значения сигнала без учета того, что напряжение компенсации на вольтметре может быть разного знака. Кроме этого, наличие разнотолщинности по диаметру кристалла приводит к колебаниям амплитуды сигнала и неоднозначности получаемых данных.

Известно устройство (компенсатор Бабине) для количественного определения внутренних напряжений в прозрачных объектах по разности фаз для обыкновенного и необыкновенного лучей [4], принятое в качестве аналога установки. Аналог состоит из источника света, конденсора, поляроида, приспособления для крепления объекта, анализатора, поляризационного компенсатора из двух кварцевых клиньев и окуляра для наблюдателя. На неподвижном клине нанесено перекрестие.

Основной недостаток известного устройства состоит в том, что оно предназначено для ручной работы и требует наличия наблюдателя для оценки и анализа получаемой информации, а поэтому характеризуется низкой производительностью и субъективностью при проведении измерений.

Известно устройство для измерения параметров двулучепреломления поляризационно-оптическим методом, принятое в качестве прототипа установки [3]. Прототип содержит лазерный излучатель, поляризатор, модулятор-компенсатор, образец, анализатор, фотоэлектронный усилитель, селективный усилитель, милливольтметр, самописец, линзы, механизм перемещения образца.

Основной недостаток известного устройства заключается в том, что оно предназначено для работы в ручном режиме. Это обусловлено отсутствием возможности однозначного определения знака и амплитуды электрического сигнала, прошедшего образец и определяющего характер напряжений в кристалле: сжимающие или растягивающие напряжения. Поэтому при работе в режиме сканирования с записью информации на самописец и с предварительной калибровкой поля ленты самописца требуется вмешательство оператора для оценки сигнала, что снижает производительность и повышает трудоемкость прототипа.

Основная задача предлагаемого изобретения заключается в создании объективного и высокопроизводительного способа и установки для определения остаточных напряжений в монокристаллических материалах и изделий из них.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение производительности и снижение трудоемкости процесса определения остаточных напряжений (сжимающих и растягивающих) как в процессе проведения измерений, так и при обработке результатов измерений, а также устранение субъективности при проведении измерений.

Указанный результат достигается тем, что в способе определения остаточных напряжений в монокристаллических материалах поляризационно-оптическим методом по разности фаз монохроматического светового луча, при котором осуществляют эллиптическую поляризацию, высокочастотную модуляцию, формируют частоту гармоники модуляции с постоянной и переменной разностью фаз и образующейся при прохождении света через анализируемый монокристалл наведенной разностью фаз Δ₀, с последующим селективным выделением из общего светового потока электрического сигнала, соответствующего частоте гармоники модуляции и регистрацией момента компенсации разности фаз по тестовому сигналу, для синхронного определения момента компенсации разности фаз при последовательном шаговом сканировании анализируемого монокристалла относительно луча света, частоту гармоники модуляции плавно модулируют и масштабируют электрическим сигналом низкой частоты, для чего на модулятор подают высокое напряжение низкой частоты с последующей дополнительной фильтрацией выделенного электрического сигнала и его электронной обработкой, для этого используют блок электронного управления, на входы каналов платы усилителей и фильтров которого направляют сигнал с селективного усилителя для выделения низкочастотного модулирующего сигнала и тестовый сигнал с обмоток тестирования высоковольтного трансформатора низкой частоты, после чего оба сигнала считывают в аналого-цифровой преобразователь и анализируют с помощью программного обеспечения, при этом низкочастотный модулирующий сигнал анализируют на минимум по абсолютной величине, а мгновенное значение тестового сигнала анализируют на равенство минимальному значению низкочастотного модулирующего сигнала, отвечающего равенству по абсолютной величине компенсационной и наведенной разности фаз и являющегося функцией остаточных напряжений в кристалле.

В части устройства для достижения указанного результата установка для определения остаточных напряжений в монокристаллических материалах поляризационно-оптическим методом по разности фаз монохроматического светового луча, содержащая источник излучения, оптико-электрическую систему в составе поляризатора, модулятора-компенсатора, электрически связанного с высоковольтным трансформатором и через выходной трансформатор с высокочастотным генератором, анализатора, фокусирующих линз и фотодиода, а также содержащая привод сканирования, селективный усилитель и вычислительное устройство, снабжена блоком электронного управления, выполненным в виде корпуса с установленными в нем платой электропитания, платой управления приводом сканирования, платой коммутации обмоток высоковольтного трансформатора низкой частоты, платой усилителей и фильтров, высоковольтным трансформатором низкой частоты, выполненным с наборами обмоток для масштабирования электрического сигнала и для тестирования, аналого-цифровым преобразователем и компьютером, при этом в блоке электронного управления плата электропитания электрически соединена с платой управления шаговыми двигателями, с платой коммутации обмоток высоковольтного трансформатора низкой частоты и платой усилителей и фильтров, плата управления шаговыми двигателями электрически соединена с приводом сканирования и с аналого-цифровым преобразователем, плата коммутации обмоток высоковольтного трансформатора низкой частоты электрически соединена с наборами обмоток масштабирования и тестирования первичного контура высоковольтного трансформатора низкой частоты и с аналого-цифровым преобразователем, плата усилителей и фильтров электрически соединена с селективным усилителем, с коммутатором обмоток тестирования высоковольтного трансформатора низкой частоты и с аналого-цифровым преобразователем, который соединен с компьютером, а высоковольтный трансформатор низкой частоты вторичным контуром электрически соединен с модулятором-компенсатором и с выходным трансформатором высокочастотного генератора.

Способ осуществляют следующим образом (фиг.1).

Включали лазер 1 (ЛГ-125, излучает на длинах волн λ=0,63 мкм и λ=1,15 мкм), устанавливали длину волны излучения λ=0,63 мкм, переключателем "Сеть" 16 включали выходной трансформатор 18 с высокочастотным генератором 19, усилитель 9, блок электронного управления 11, привод сканирования 10, высоковольтный трансформатор низкой частоты 17, персональный компьютер 21 и выполняли юстировку всех устройств, образующих и формирующих световой поток с требуемыми параметрами. С клавиатуры персонального компьютера 21 запускали прикладные программы и вводили исходные параметры: физико-механические свойства исследуемого кристалла, скорость перемещения привода сканирования, форму вывода получаемой информации на экран монитора, единицы измерения. Затем размещали на предметном столике привода сканирования 10 образец кремния 5 и устанавливали режим работы излучателя на длине волны λ=1,15 мкм. Световой луч направляли на поляризатор 2, на выходе которого получали плоскополяризованный луч. Затем с помощью электрооптического кристалла модулятора-компенсатора 3 луч света переводили в состояние с эллиптической поляризацией (направление оптических осей кристалла модулятора-компенсатора 3 составляло угол 45° с плоскостями поляризатора 2 и анализатора 7). Дополнительно световой луч дважды модулировали по частоте. Во-первых, за счет подачи на электрооптический кристалл модулятора-компенсатора 3 переменного электрического напряжения (частота модуляции f=4 кГц) с генератора сигналов 19 и выходного трансформатора 18 формировали гармонику частоты модуляции с разностью фаз Δ=Δ_k+Δ_msinΩt. Во-вторых, с помощью высоковольтного трансформатора 17 исходную гармонику частоты модуляции плавно модулировали низкочастотным сигналом с f=50 Гц и масштабировали (тестовым сигналом). Для получения различных значений (тестовых) напряжений в диапазонах (220-4000) В, (220-1000) В, (220-500) В переключение обмоток масштабирования (ОМ) трансформатора 17 выполняли с помощью симисторных оптопар платы коммутации 14 блока электронного управления 11 и, тем самым, синхронно с измерениями формировали постоянную разность фаз (Δ_k) с низкочастотной модуляцией.

Луч света, вышедший из кристалла модулятора-компенсатора 3, фокусировали на поверхность исследуемого кристалла 5 с помощью системы линз 4 (для получения требуемого пространственного разрешения).

При прохождении через исследуемый кристалл 5 луч света с низкочастотной модуляцией приобретает разность фаз (Δ₀), вызванную остаточными напряжениями. С помощью линзы 6 луч света, прошедший исследуемый кристалл 5, собирали в пучок, чтобы диаметр светового луча был немного меньше диаметра активного элемента фотодиода 8. Далее луч света пропускали через анализатор 7, плоскость поляризации которого перпендикулярна плоскости поляризации поляризатора 2, и принимали с помощью фотодиода 8. После фотодиода полный электрический сигнал поступал на вход селективного усилителя 9, настроенного на частоту 4 кГц и выделяющего из полного электрического сигнала полезный электрический сигнал, соответствующий частоте гармоники модуляции. Сигнал с усилителя 9 направляли на вход платы усилителей и фильтров (ПУиФ) 15 блока электронного управления 11 и выделяли низкочастотный модулирующий сигнал, который направляли на аналого-цифровой преобразователь 21. Одновременно на аналого-цифровой преобразователь 21 подавали через канал платы усилителей и фильтров 15 тестовый сигнал с обмоток тестирования (ОТ) высоковольтного трансформатора 17. Оба сигнала (низкочастотный и тестовый) считывали в аналого-цифровой преобразователь 20 и анализировали с помощью программного обеспечения компьютером 21.

Низкочастотный модулирующий сигнал анализировали на минимум по абсолютной величине, который возникал при равенстве по абсолютной величине компенсационной Δ_k и наведенной Δ₀ разности фаз, но обратных по знаку (т.е. Δ_k=-Δ₀). А тестовый сигнал (мгновенное напряжение U_k на обмотках тестирования высоковольтного трансформатора 17) анализировали на равенство минимальному значению низкочастотного модулирующего сигнала с фотодиода 8. Эта величина мгновенного напряжения U_k является функцией остаточных напряжений в кристалле 5. Расчет остаточных напряжений для каждой точки поверхности кристалла выполняли с помощью программного обеспечения по формуле (1) из работы [3]

где Δσ - разность главных напряжений;

σ₁-σ₂ - главные напряжения, действующие на гранях элементарного параллелепипеда, “выделенного” в окрестности области измерения (область пространственного разрешения установки). Направления главных напряжений совпадают с кристаллографическими направлениями с низкими индексами и зависят от ориентации исследуемого кристалла относительно луча света;

Δ₀ - измеренная разность фаз, вызванная наличием напряжений в образце, определяемая как

где U_k - напряжение, соответствующее моменту компенсации разности фаз, измеряемое на кристалле модулятора-компенсатора;

U₀ - напряжение, при котором наблюдается нулевая разность фаз (т.е. без образца);

Uλ_/2 - напряжение, соответствующее наведенной разности фаз λ/2, равной π;

λ - длина волны используемого света, 1,15 мкм;

С - фотоупругая постоянная, зависящая от кристаллографической ориентации исследуемого кристалла относительно луча света и равная 1,71·10^-6 см²/кг;

h - толщина образца, 0,35 мм.

Полученное значение остаточного напряжения для данной точки фиксировали в памяти компьютера 20 и выводили на экран монитора. Одновременно с анализом и обработкой поступающей информации программные средства через плату управления шаговыми двигателями 12 привода сканирования 10 управляют траекторией движения привода 10 с образцом 5 и через плату коммутации обмоток высоковольтного трансформатора 14 управляют обмотками тестирования ОТ и масштабирования ОМ высоковольтного трансформатора низкой частоты 17. При пошаговом перемещении образца 5 на экране монитора формируется двухмерное (в координатах Х-Y) или трехмерное (в координатах Х-Y-Z) изображение характера распределения остаточных напряжений в исследуемом образце в заданных единицах измерения.

Пример выполнения способа

Выполняли измерение остаточных макронапряжений в кремниевом образце (монокристалл КЭФ-4,5 с ориентацией (100) размером 10×10 мм и толщиной 0,35 мм). Кремниевый образец 5 устанавливали в специальных струбцинах на предметном столике (на фиг.1 не показан) привода сканирования 10 перпендикулярно оптической оси светового потока. Включали лазер 1 (ЛГ-125), переключателем "Сеть" 16 включали высокочастотный генератор 19 с выходным трансформатором 18, усилитель 9, блок электронного управления 11, привод сканирования 10, компьютер 20. С клавиатуры компьютера 20 задавали режимы перемещения привода сканирования 10 с образцом 5 и форму вывода обработанной информации на экран монитора. Световой луч последовательно проходил поляризатор 2, модулятор 3, фокусирующие 4 и собирающие 6 линзы, анализируемый образец 5, анализатор 7 и попадал в приемное устройство фотодиода 8. С фотодиода полный электрический сигнал направляли в селективный усилитель 9. Выделенный усилителем 9 полезный электрический сигнал и дополнительно отфильтрованный и выделенный при помощи платы усилителей и фильтров 15 блока электронного управления 11 низкочастотный сигнал считывался аналого-цифровым преобразователем 21, на который синхронно принимали тестовый сигнал с трансформатора 17. Далее программными средствами анализировали оба полученных сигнала, выполняли расчет по формуле (1) и выдавали на экран монитора результат расчета напряжений в данной точке. При последовательном перемещении образца 5 относительно луча программное обеспечение формирует поле для получения матрицы напряжений и графически отображает распределение напряжений в кристалле в заданных единицах измерения [например, кг/мм²] на экране монитора. Для измеряемой пластины кремния напряжения составили σ_min=0,5 кг/мм², σ_mах=3,2 кг/мм². Возможен вывод информации в табличном виде.

Продолжительность измерения пластины кремния размером 10×10 мм в зависимости от требуемого разрешения составляет до 30 минут.

На фиг.1 изображена блок-схема установки для определения напряжений в монокристаллических материалах.

Установка содержит промышленный газовый лазер 1, работающий на длинах волн излучения λ=0,63 мкм и λ=1,15 мкм, поляризатор 2, модулятор-компенсатор 3, анализатор 7, фокусирующие линзы 4 и 6, фотодиод 8, селективный усилитель 9, привод сканирования 10 на шаговых двигателях с предметным столиком для размещения и крепления образца, блок электронного управления 11, выходной трансформатор 18 с высокочастотным генератором синусоиды 4 кГц 19, высоковольтный трансформатор низкой частоты 17, аналого-цифровой преобразователь 20 с шиной ISA, персональный компьютер 21. Блок электронного управления 11 выполнен в виде корпуса и содержит плату электропитания 13, плату управления шаговыми двигателями 12, плату коммутации обмоток высоковольтного трансформатора низкой частоты 14, плату усилителей и фильтров 15. Высоковольтный трансформатор низкой частоты выполнен с обмотками тестирования ОТ и обмотками масштабирования ОМ.

Установка работает следующим образом.

Включается лазер 1 модели ЛГ-126, переключателем "Сеть" 16, включаются выходной трансформатор 18 с высокочастотным генератором 19, селективный усилитель 9, привод сканирования 10, высоковольтный трансформатор низкой частоты 17, блок электронного управления 11, персональный компьютер 21 с аналого-цифровым преобразователем 20. На длине волны излучения λ=0,63 мкм проводится предварительная настройка установки. После юстировки кремниевый образец 5 размером 10×10 мм размещается в специальных струбцинах на предметном столике привода сканирования установки и с клавиатуры компьютера 21 запускаются прикладные программы для управления перемещением приводом сканирования 10, для обработки поступающей информации, обработки, расчета и вывода данных на экран монитора. При переключении лазера 1 на длину волны λ=1,15 мкм (для кремниевых пластин КЭФ-4,5 рабочей длиной волны является λ=1,15 мкм) световой луч с помощью оптико-электрической системы переводится в состояние с эллиптической поляризацией и дважды модулируется по частоте: во-первых, высокочастотным сигналом с помощью высокочастотного генератора 19 синусоидой с f=4 кГц, и, во-вторых, низкочастотным сигналом (f=50 Гц) с помощью вторичного контура высоковольтного трансформатора низкой частоты 17, а затем после фокусировки линзой 4 с фокусным расстоянием f=50 мм направляется на образец 5. Дополнительно световой луч, прошедший образец 5, собирается линзой 6 и фокусируется на приемную поверхность фотодиода 8, а затем в виде полного электрического сигнала направляется на селективный усилитель 9, где выделяется полезный электрический сигнал, соответствующий гармонике частоты модуляции.

С селективного усилителя 9 выделенный полезный электрический сигнал, модулированный частотой f=50 Гц, попадает на плату усилителей и фильтров 15, где отфильтровываются паразитные составляющие и выделяется полезный низкочастотный сигнал с f=50 Гц.

Одновременно с обмоток тестирования (ОТ) высоковольтного трансформатора низкой частоты 17 снимается тестовый сигнал, который фильтруется и нормализуется на плате усилителей и фильтров 15. С платы усилителей и фильтров 15 оба сигнала (низкочастотный и тестовый) синхронно попадают в аналого-цифровой преобразователь 20, а затем обрабатываются программными средствами персонального компьютера 21.

Низкочастотный сигнал анализируется на минимум по абсолютной величине, при установлении которого фиксируется мгновенное значение тестового сигнала: величина напряжения U_k тестового сигнала в момент минимума низкочастотного сигнала соответствует определенному значению механических напряжений в данной точке кремниевого образца 5. Искомая величина механических внутренних напряжений вычисляется по известному выражению (1) [3]. В процессе последовательного перемещения образца 5 относительно светового луча программными средствами осуществляется обработка поступающей информации и результаты обработки в виде двух- или трехмерного графического изображения (в координатах Х-Y или Х-Y-Z) выводятся на экран монитора. Результаты измерений в кремниевой пластине представлены на фиг.2.

Таким образом, созданы объективный и высокопроизводительный способ и установка для измерений остаточных напряжений в кремниевых пластинах, не требующая непосредственного участия оператора в процессе измерений и обеспечивающая вывод результатов измерений в графическом виде или табличной форме на экран монитора. Производительность процесса составляет до 30 минут на пластину кремния площадью 10 мм². При этом точность измерений составляет ~ 10-15%. Способ позволяет измерять и определять как сжимающие, так и растягивающие напряжения.

Источники информации

1. Оксанич А.П., Вдовиченко Н.Д. Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы, 1988, вып. 3, с.59-61.

2. Разработка метода количественного определения напряжений в пластинах монокристаллов гадолиний-галлиевого граната. Захаров С.Н., Крутогин Д.Г., Пономарев Н.М., Савушкина Н.И. В сб.: Исследование процессов получения редких и редкоземельных металлов и их соединений. - М.: Гиредмет, 1989 г, с.111-120.

3. Нарасимхамурти Т. Фотоупругие и электрооптические свойства кристаллов. - М.: Мир, 1984, 622 с.

4. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник в 2-х книгах. Кн.1./Под ред. В.В.Клюева. - 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1986, 488 с. (разд.: Определение внутренних напряжений в материалах (с.109-111)).

Способ определения остаточных напряжений в монокристаллических материалах поляризационно-оптическим методом по разности фаз монохроматического светового луча, при котором анализируемый монокристалл сканируют относительно луча света, а для синхронного определения момента компенсации разности фаз осуществляют модулирование и масштабирование электрического сигнала с последующей электронной и математической обработкой с использованием блока электронного управления и программных средств. Установка для способа содержит источник излучения, оптико-электрическую систему, привод сканирования, блок электронного управления, аналого-цифровой преобразователь, персональный компьютер. Информация о наличии, величине и характере распределения напряжений в анализируемом монокристалле выводится на экран монитора в виде 2- или 3-мерного графического изображения. Технический результат - повышение производительности и снижение трудоемкости процесса определения остаточных макронапряжений, устранение субъективности при проведении измерений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения остаточных напряжений в монокристаллических материалах поляризационно-оптическим методом по разности фаз монохроматического светового луча, при котором осуществляют эллиптическую поляризацию, высокочастотную модуляцию, формируют частоту гармоники модуляции с постоянной и переменной разностью фаз и образующейся при прохождении света через анализируемый монокристалл наведенной разностью фаз Δ₀, с последующим селективным выделением из общего светового потока электрического сигнала, соответствующего частоте гармоники модуляции и регистрацией момента компенсации разности фаз по тестовому сигналу, отличающийся тем, что для синхронного определения момента компенсации разности фаз при последовательном шаговом сканировании анализируемого монокристалла относительно луча света частоту гармоники модуляции плавно модулируют и масштабируют электрическим сигналом низкой частоты, для чего на модулятор подают высокое напряжение низкой частоты с последующей дополнительной фильтрацией выделенного электрического сигнала и его электронной обработкой, для чего используют блок электронного управления, на входы платы усилителей и фильтров которого направляют сигнал с селективного усилителя для выделения низкочастотного модулирующего сигнала и тестовый сигнал с обмоток тестирования высоковольтного трансформатора низкой частоты, после чего оба сигнала считывают в аналого-цифровой преобразователь и анализируют с помощью программного обеспечения, при этом низкочастотный модулирующий сигнал анализируют на минимум по абсолютной величине, а мгновенное значение тестового сигнала анализируют на равенство минимальному значению низкочастотного модулирующего сигнала, отвечающего равенству по абсолютной величине компенсационной и наведенной разности фаз и являющегося функцией остаточных напряжений в кристалле.2. Установка для определения остаточных напряжений в монокристаллических материалах поляризационно-оптическим методом по разности фаз монохроматического светового луча, содержащая источник излучения, оптико-электрическую систему в составе поляризатора, модулятора-компенсатора, электрически связанного с высоковольтным трансформатором и через выходной трансформатор с высокочастотным генератором, фокусирующей линзы, образца, связанного с приводом сканирования, собирающей линзы, анализатора, фотодиода, селективного усилителя и вычислительного устройства, отличающаяся тем, что установка снабжена блоком электронного управления, выполненным в виде корпуса с установленными в нем платой электропитания, платой управления приводом сканирования, платой коммутации обмоток высоковольтного трансформатора низкой частоты, платой усилителей и фильтров, высоковольтным трансформатором низкой частоты, выполненным с наборами обмоток для масштабирования электрического сигнала и для тестирования, аналого-цифровым преобразователем и компьютером, при этом в блоке электронного управления плата электропитания электрически соединена с платой управления шаговыми двигателями, с платой коммутации обмоток высоковольтного трансформатора низкой частоты и платой усилителей и фильтров, плата управления шаговыми двигателями электрически соединена с приводом сканирования и с аналого-цифровым преобразователем, плата коммутации обмоток высоковольтного трансформатора низкой частоты электрически соединена с наборами обмоток масштабирования и тестирования первичного контура высоковольтного трансформатора низкой частоты и с аналого-цифровым преобразователем, плата усилителей и фильтров электрически соединена с селективным усилителем, с коммутатором обмоток тестирования высоковольтного трансформатора низкой частоты и с аналого-цифровым преобразователем, который соединен с вычислительным устройством в виде компьютера, а высоковольтный трансформатор низкой частоты вторичным контуром электрически соединен с модулятором-компенсатором и с выходным трансформатором высокочастотного генератора.