Способ измерения разности хода оптически анизотропных объектов Советский патент 1988 года по МПК G01N21/21 

26

QA 00 Од

зона с помощью монохроматора 2. Плоскость поляризации света с помощью призмы Рошона 6 вращают с постоянной частотой. Прошедщий через исследуе- мьй объект 11 свет ретроотражают с помощью изотропного отражателя 13. С помощью светоделителя 4 вьщеляют компоненту прошедшего через объект светового потока, плоскость поляриза13

ции которой вращается синфазно с плоскостью поляризации зондирующего светового потока. Сигнал с фотодетектора 17 фильтруют с выделением четвертой гармоники. Регистрируют длину волны зондирующего излучения в момент достижения минимума амплитуды четвертой гармоники и по ней определяют величину разности хода. 1 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к оптике поляризационных приборов и анизотропных сред, и может быть использовано в оптической технологии, аналитической химии, микроэлектронике, пищевой и микробиологической промьшшенности. Цель изобретения - увеличение точности и помехоустойчивости измерения. При реализации способа измерения разности хода оптически анизотропных объектов длину волны света от источника 1 ска-, нируют в пределах оптического диапа- с iS

1

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптике поляризационных приборов и анизотропных сред, и может быть использовано в оптической технологии, аналитической химии, микроэлектронике, пищевой и микробиологической промьшленности.

Целью изобретения является увеличение точности и помехоустойчивости измерений.

На.чертеже показана принципиальная схема устройства, осуществляющего способ и предназначенного для контроля разности хода фазовых анизотропных пластинок непосредственно в процессе-их изготовления.

Устройство содержит источник 1 излучения, сканирующий монохроматор 2, конденсатор 3, пространственньш светоделитель 4, линзу 5, вращающийся поляризационный светоделитель 6 типа призмы Рошона, приводимый во вращение двигатель 7, диафрагму 8, пустотелый шпиндель 9 плоскошлифовального станка, привод 10 станка, обрабатьюаемые фазовые пластинки .11 ппаншайбу 12 станка, изот опный отражатель в виде зеркала 13, напыленного на внешнюю поверхность стеклянного притира 14, приводимого в движение водилом 15, фотоприемник 16, фотодетектор (резонансный фильтр 17)f электронньй нуль-индикатор 18, электронньй регистрирующий блок 19 и датчик 20 текущего значения длины волны монохроматора.

Способ измерения разности хода оптически анизотропных объектов осу- ществляют следующим образом.

5

0

«

5

0

5

0

Световое излучение источника 1, прошедшее через сканирующий монохроматор 2, концентрируется конденсатором 3 на центральной площадке пространственного светоделителя 4, образованной .зоной нарушенного оптического контакта между призмами светоделителя 4. Отразившееся от центральной площадки светоделителя 4 излучение коллимируется линзой 5 и поляризуется вращающимся поляризационным светоделителем 6, приводимым во вращение двигателем 7. Поляризационный светоделитель 6 выполнен в виде двупре- ломляющей призмы типа призмы Рошона, расщепляющей падающий неполяризован- ньй световой поток на две ортогонально поляризованных пучка, один из которых отклоняется светоделителем 6 от оси вращения. Отклоненньй световой пучок, вышедший из светоделителя 6, подавляется диафрагмой 8, а осесиммет.ричный пучок прохоДит через пустотелый шпиндель 9 станка, приводимый во вращение приводом 10 и направляется на центральную в технологическом блоке измеряемую фазовую пластинку 11, укрепленную на оптическом контакте на нижней стеклянной планшайбе 12 из отраженного стекла, жестко соединенной со шпинделем 9 станка.

Прошедшее через фазовую пластинку излучение отражается в обратном направлении изотропным отражателем в виде зеркала 13, напылЪнного на внешнюю поверхность стеклянного притира 14, перемещаемого по блоку наклеенных фазовых пластинок водилом 15. Ретроотраженное от зеркала 13

излучение проходит через тубус шпинделя 9 и поляризационный светоделитель 6. Компоненты отраженного излучения, плоскость поляризации которой параллельна плоскости поляризаций зондирующего излучения, концентрируется линзой 5 на центральной зоне пространственного светоделителя 4, которая экранирует ее попадание на фотоприемник 16, Компонента отраженного излучения, ортогонально поляризованная по отношению к зондирующему излучению, отклоняется поляризационным светоделителем 6 и концентрируется линзой 5 в периферийной зоне светоделителя 4 за пределами центральной отражающей площадки и полностью воспринимаются фотоприемником 16. Поскольку поляризационный светоделитель 6 установлен как в прямом, так и в обратном ходе лучей, то он выделяет из отраженного излучения компоненту, плоскость поляризации которой вращается синфазно с плоское т-ью поляризации зондирующего излучения. Сигнал с фотоприемника 16 поступает на вход резонансного избирательного фильтра 17, который в щеляе из него колебание с частотой в четыре раза большей модулирующей, амплитуда которого несет информацию о величине разно.сти хода измеряемой фазовой пластинки по отношению к длине волны зондирующего излучения.

В момент равенства измеряемой разности хода длины волны зондирующего излучения амплитуда четвертой rapMofr НИКИ равна нулю и нуль-индикатор 18 вырабатьшает электронньй импульс, поступающий на считьгаающий вход электронного регистрирующего блока 19, на информационный вход KOTOjporo поступает информация с датчика 20 текущего значения длины волны сканирующего монохроматора 2. В момент постухшения импульса с нуль-индикатора блок 19 фиксирует длину волны зондирующего излучения, определяет по ней разность хода изготовляемой фазовой пластинки и вьщает информаци в систему управления технологическим процессом изготовления фазовых плас-

тинок. Указанный цикл измерения периодически повторяется с частотой развертки спектра монохроматором 2. Изготовление фазовых пластинок оканчивается, когда измеренное значение разности хода пластинок равняется заданному..

Предлагаемьш способ позволяет созх дать универсальное оборудование для производства фазовых пластинок на любую длину волны с непосредственным контролем их параметров в процессе изготовления без предварительного изготовления эталона разности хода на данную длину волны и соответствующей подготовительной переналадки технологического оборудования. .

Формула изобретения

Способ измерения разности хода оптически анизотропных объектов,, включающий облучение исследуемого объекта, зондирующим поляризованным световым потоком и фотоэлектрическую регистрацию линейно поляризованной компоненты прошедшего через объект светового потока, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и помехоустойчивости измерения, длину волны зондирующего светового потока, сканируют в пределах оптического диапазона, а плрс- кость е го поляризации вращают с постоянной частотой, прошедший через исследуемый объект световой .поток ретроотражают с помощью изотропного отражателя, а перед фотоэлектрической регистрацией вьщеляют компоненту прошедшего через объект светового потока, плоскость поляризации которой вращается синфазно с плоскостью поляризации зондирующего светового потока, и после фотозлектрической регистрации производят фильтрацию фотоэлектрического сигнала с вьщеле- нием частоты Aw, при этом регистрируют длину волны зондирующего излучения в момент достижения минимума амплитуды сигнала с частотой 4.ui .и по ней определяют величину разности хода объекта.