Устройство для контроля толщины кристаллических пластин в процессе доводки Советский патент 1987 года по МПК G01B11/06 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины кристаллических пяастин интерференционно- поляризационного фильтра (ИПФ) в процессе доводки.

Цель изобретения повышение точности контроля за счет устранения зависимости от температуры окружающей среда и от длины волны монохроматического света.

На чертеже изображена при нципиаль- ная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 света, монохроматор 2, линзу 3, поляризатор 4, кристаллическую двулуче- преломляющую пластину 5, установленную с возможностью поворота вокруг оптической оси устройства, компенсатор 6, четвертьволновую фазовую пластину 7, установленную с возможностью вращения с постоянной частотой Q вокруг оптической оси устройства от электродвигателя 8, анализатор 9, линзу 10, фотоприемник 11 и электронный регистрирующий блок, выполненный в виде двухканальной схемы, согласно которой электрический-сигнал с фототины вырезаны из однородного материала), то на первом этапе контроля пластины 5 и 23 ориентируют так, что g взаимно парашлельные плоскости поляризации поляризатора 4 и анализатора 9 составляют с главньгми сечениями кристаллических пластин 5 и 23 углы соответственно -45° и 0°. В этом 10 случае пластина 23 не участвует в образовании суммарного порядка интерференции, т.е. -зе 365. Компенсатором 6 дополняют дробную часть порядка интерференции пластины 5 до значения

15 0,25 или 0,75, при котором свет, выходящий из компенсатора 6, поляризован по кругу. Критерием этого является отсутствие составляющей сигнала с частотой 4Ci), наблюдаемой на син20 хронном детекторе 19. При этом показание компенсатора 6, предварительно отградуированного, дает возможность определить дробную часть порядка интерференции ЭС, пластины 5.

25 На втором этапе контроля пластины 5 и 23 ориентируют так, что взаимно параллельные плоскости поляризации поляризатора 4 и анапизатора 9 составляют с главными сечениями кристалприемника 11 разделяется на два, один ЗО лических пластин 5 и 23 угол соответственно -45° и +45. При этом суммарная дробная часть порядка интерфе- ренг.ий Эе JCg -96 ,

Процедура определения х анало- - гична определению К.

Если контролируемая пластина 23 точно в два раза толще пластины 5,

из которых через селективный усилитель 12, настроенный на частоту 2о, поступает на один из входов фазометра 13. Генератор опорного напряжения, подаваемого на второй вход фазометра 13, состоит из диска 14 с двумя отверстиями 15, расположенными по окружности через 180 , лампы 16 накаливания и фотоприемника 17.

Другой электрический сигнал через селективный усилитель 18, настроенный на частоту 4ц, поступает на один из входов синхронного детектора 19.

Генератор опорногв напряжения, подаваемого на второй вход синхронного детектора, содержит тот же диск 14, но с четырьмя отверстиями 20, расположенными по окружности через 90 и смещенными по радиусу относительно отверстий 15, лампу 21 и фотоприемник 22.

Устройство работает следующим образом.

Если в конце доводки по толщине контролируемой двулучепреломляющей кристаллической пластины 23 ее толщина d, должна быть в два раза больше толщины dg опорной двулучепреломляющей кристаллической пластины 5 (плас40

45

50

55

Т.е. выполняется условие d 0,5d(, то справедливо равенство SCg 296.

Поэтому тк, -эе О.

Разность отсчетов компенсатора 6 указывает на отступление от условия d 0,5d, и дает возможность определить его величину.

Избыток тохщины ud, контролируемой пластины 23 находится по формуле

id, (/эе; -96 )-Р, (1) где Р -А /|U - приращение толщины, соответствующее изменению порядка интерференции на единицу; - длина йолны; PJ-- показатель двулучепре- ломления пластины 5 и 23.

Если же в конце доводки по толщине двулучепреломляющей кристал-лической пластины 23 ее толщина d, должна быть

13304592

тины вырезаны из однородного материала), то на первом этапе контроля пластины 5 и 23 ориентируют так, что g взаимно парашлельные плоскости поляризации поляризатора 4 и анализатора 9 составляют с главньгми сечениями кристаллических пластин 5 и 23 углы соответственно -45° и 0°. В этом 10 случае пластина 23 не участвует в образовании суммарного порядка интерференции, т.е. -зе 365. Компенсатором 6 дополняют дробную часть порядка интерференции пластины 5 до значения

0,25 или 0,75, при котором свет, выходящий из компенсатора 6, поляризован по кругу. Критерием этого является отсутствие составляющей сигнала с частотой 4Ci), наблюдаемой на синхронном детекторе 19. При этом показание компенсатора 6, предварительно отградуированного, дает возможность определить дробную часть порядка интерференции ЭС, пластины 5.

На втором этапе контроля пластины 5 и 23 ориентируют так, что взаимно параллельные плоскости поляризации поляризатора 4 и анапизатора 9 составляют с главными сечениями кристал0

5

0

5

Т.е. выполняется условие d 0,5d(, то справедливо равенство SCg 296.

Поэтому тк, -эе О.

Разность отсчетов компенсатора 6 указывает на отступление от условия d 0,5d, и дает возможность определить его величину.

Избыток тохщины ud, контролируемой пластины 23 находится по формуле

id, (/эе; -96 )-Р, (1) где Р -А /|U - приращение толщины, соответствующее изменению порядка интерференции на единицу; - длина йолны; PJ-- показатель двулучепре- ломления пластины 5 и 23.

Если же в конце доводки по толщине двулучепреломляющей кристал-лической пластины 23 ее толщина d, должна быть

в два раза меньше толщины d опорной двулучепреломляющей кристалличе ской пластины 5, т.е. d 2d,, то на первом этапе доводки пластины 5 и 23 ориентируют так, что взаимно параллельные плоскости поляризации поляризатора 4 и анализатора 9 составляют с главными сечениями кристаллических и 23 углы соответственно

В этом случае, пластина 5 не участвует в образовании .суммарного порядка интерференции, т.е. -эе зе,.

пластин 5 0° и +45°

На втором этапе контроля пластины 5i и 23 ориентируют так, что взаимно параллельнь е плоскости поляризации поляризатора 4 и анализатора 9 ;ос- тавляют с главными сечениями кристаллических пластин 5 и 23 углы соответственно +45° и -45°. При этом суммарная дробная часть порядка интерференции Эе ЭС5 6

Если контролируемая пластина 23 точно в два раза тоньше, чем пластина 5, т.е. выполняется условие d 2d,, то справедливы равенства и je j. - 0.

Разность отсчетов компенсатора 6 указывает на отступление от условия dj 2d4 и дает.возможность определить его величину.

Избыток толщины ud контролируемо пластины 23 определяют по формуле (1)

ор А.Ренин 3570/42

Составитель Л.Лобзова Техред И.Попович

Кор Под

Тираж 676

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раутиская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

5

Формула изобретения

Устройство для контроля толщины кристаллических пластин в процессе доводки, содержащее последовательно установленные источник света, моно- хроматор, поляризатор, компенсатор, четвертьволновую фазовую пластинку, установленную с возможностью вращения с постоянной частотой вокруг оптической оси устройства, анализатор и фотоприемник, и электронный регистрирующий блок, выполненный в виде двухка- нальной схемы, один из каналов которЪй содержит селективный усилитель, настроенный на удвоенную частоту вращения пластины, и фазометр, а другой -. селективный усилитель, настроенный на учетверенную частоту вращения пластины, и синхронный детектор, и оба канала содержат генераторы опорных напряжений, выходами .связанные соответственно с первыми 5 входами фазометра и синхронного детектора, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих селективных усилителей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено кристаллической двулучепреломляющей пластиной, установленной между поляризатором и компенсатором с возможностью поворота вокруг оптической оси устройства.

0

0

Корректор М.Шароши Подписное

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля толщины кристаллических пластин интерференционно- поляризационного фильтра в процессе доводки. Цель изобретения - повьшение точности контроля за счет устранения зависимости от температуры окружающей среды и от длины волны монохроматического света. Устройство для контроля толщины кристаллических пластин и процессе доводки содержит последовательно установленные источник 1 света, монохроматор 2, линзу 3, поляризатор 4, кристаллическую двулучепре- ломляющую пластину 5, установленную с возможностью поворота вокруг оптической оси устройства, компенсатор 6, четвертьволновую фазовую пластину 7, установленную с возможностью вращения с постоянной частотой и вокруг оптической оси устройства от электродвигателя 8, анализатор 9, линзу 10, фотоприемник 11 и электронный регистрирующий блок, выполненный в ввде двухканальной схемы. 1 ил. (Л со Од О 4 сд со