Интерференционный способ определения толщины плоскопараллельных объектов из оптически прозрачных материалов Советский патент 1989 года по МПК G01B11/06 

1

Изобретение откосится к измерительной технике и измерению толщины пластинок оптическими методами.

Цель изобретения - повышение производительности за счет исключения необходимости измерения величины показателя преломления.

Для объекта, помещенного в интерферометр, порядок интерференции выражается следующей зависимостью:

(n,-1) . (для длины волны ft, и Kt-2t(nt-1) - . (для длины волны A .j.

При интерференции лучей, отраженных от поверхностей объекта, выражение для порядка интерференции принимает вид для длины волны А4

; 2t,n, -,

ДЛЯ ДЛИНЫ ВОЛНЫ

-ztxnt -т;

После математических преобрази- ваний находят, что разности порядков интерференции в обеих интерференционных картинах при длинах волн и Аг соответственно равны

Јь. 4

Јъ Јь

8

k,-k,

-2t -IЛч

V

kl -2t -

Вычитая одно го. получают

выражение из друго((V-k,)2t(-l-

Выражение для определения толщины t плоскопараллельного объекта

(Ak - UOMa Z,™;)

где Ak гНс|

число полос между двумя длинами волн и в первой интерференционной картине;

, - число полос между двумя длинами волн Л, и ъг во второй интерференционной картине.

Таким образом, получение двух спектральных интерференционных картин и подсчет интерференционных полос в них между двумя длинами волн позволяет исключить операции по измерению показателя преломления.

Способ можно реализовать с помощью, например, интерферометра последовательного типа и спектрографа.

Способ осуществляют следующим образом.

Освещают объект параллельным пучком белого света нормально к его поверхности, направляют отраженные от его поверхности лучи в спектральный прибор, регистрируют интерференционную картину, измеряют число полос в ней между двумя длинами волн, помещают объект в измерительный канал интерферометра, направляют интерферирующие лучи в спектральный прибор регистрируют интерференционную картину, измеряют число полос между теми же длинами волн, что и в первой картине и определяют толщину t объета по формуле

(bk - AlO-Aj-Aa

ГёлГ)

где &k - число полос между двумя

гв

длинами волн А , и

первой интерференционной

картине;

число полос между двумя

длинами волн Л, и 2 во

4744564

второй интерференционной картине.

Пример. Производят определе- ние толщины плоскопараллельной пластины при фотографической регистрации интерференционной картины. В качестве источника белого света используют лампу КШ6-3+15, в качестве длин волн Ю берут две известные длины волны из спектра ртутной лампы, между которыми производят просчет полос в обеих спектроинтерференционных картинах.

0

5

0

5

0

5

0

5

Получена величина толщины плоскопараллельной пластинки ,544 мм. Расчет погрешности определения толщины дает цифру +0,003 мм при определении числа интерференционных полос с точностью +1. При фотоэлектрическом способе с принятой точностью определения числа полос до 0,01 полосы точность способа определения толщины плоскопараллельных объектов увеличивают до десятых долей микрометра.

I

Использование интерференционного

способа определения толщины плоскопараллельных объектов обеспечивает упрощение способа за счет исключения измерения показателя преломления контролируемых объектов и возможность определения толщин плоскопараллельных объектов с неизвестным показателем преломления.

Формула изобретения

Интерференционный способ определения толщины плоскопараллельных объектов из оптически прозрачных материалов, заключающийся в том, что освещают объект параллельным пучком белого света, направляют лучи, отраженные от поверхностей объекта, в спектральный прибор, регистрируют интерференционную картину, измеряют число полос в ней между двумя длинами волн и определяют толщину, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, после измерения числа полос в интерференционной картине объект устанавливают в измерительный канал интерферометра, направляют интерферирующие лучи в спектральный прибор, регистрируют интерференционную картину, измеряют число полос между теми же длинами волн, что и в

514744566

первой картине, и определяют толщи-интерференционной картине; ну t объекта из соотношения Ak - число полос между двумя

t i h ZAblJ J.3-i.длинами волн Х, и 2 во

2 ( А.- Лг) второй интерференционной

где &k - число полос между двумякартине. длинами Л, и Ъг в первой

Изобретение относится к измерению толщины пластинок оптическими методами. Цель изобретения - повышение производительности за счет исключения необходимости измерения величины показателя преломления. Для этого освещают объект параллельным пучком белого света нормально к его поверхности. Направляют отраженные от его поверхности лучи в спектральный прибор. Регистрируют интерференционную картину. Измеряют число полос в ней между двумя длинами волн. Помещают объект в измерительный канал интерферометра. Регистрируют интерференционную картину. Измеряют число полос между теми же длинами волн, что и в первой картине, и определяют толщину объекта с учетом числа полос в первой и второй интерференционных картинах.