Устройство для бесконтактного контроля качества обработки поверхности деталей Советский патент 1989 года по МПК G01B11/30 

(Л

со

и гфоизводстнс полупроводниковой техники. Цель изобретения - повышение точиости и производительности рефлектометрических измерений за счет ис-.поль- оппния двух измерительных канплон с использованием одного фотоприе шика и кинематической связи между измерительными каналами. Устройство содержит двоякопреломляющую иризму 7, установлоннхто с возможностью Бра1чения вокруг оси источника света, дефлектор 16, модулятор 6, держатель 14 испытуемого образца, дepжaтeл 15 эталона и поляризаторы 18 и 19, установленные на днух гониометрах, поворотные плечи и столики которых итематически связаны между собой, фотоприемник 7, шарнирный механизм с установленными на нем двумя плоскими поворотными зеркалами 5 и 8, зокрепленр ыми на поворотных шарнирах 4 и 9, связанных с кронштейнами 1 и 12 поворотных плеч гониометров, а модулятор 6 установлен

перед фотоприемником 7 на одинаковом расстоянии от плоских поворотных зеркал 5 и 8 вдоль линии, параллельной оси входного светового пучка. При такой конструкции надагощий на призму 17 светово поток расщепляется на два пучка Л, и А со взаимноортого- поляризацией, которые попадают на эталон и на испытуемый образец. После отражен1 я от них в направлениях В, и В пучки света попадают на зеркала 5 и 8 и затем вдоль прямой С, и С проходят к зеркальному модулятору 6, попеременно направляющему при своем вращении вокруг оси 0 световые пучки двух измерительных каналов в направлении D к фотоприемнику 7. При плавном изменении угла падения света на эталон и испытуемый образец за счет кинематической связи между гониометрами посредством iiiapHTipnoro механизма направление D остается неизменным. 1 з.н. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, связанной с определением параметров качества поверхности деталей на основе рефлектометрии поверхности, и может быть использовано в оптической промышленности и производстве полупроводниковой техники. Цель изобретения - повышение точности и производительности рефлектометрических измерений за счет использования двух измерительных каналов с использованием одного фотоприемника и кинематической связи между измерительными каналами. Устройство содержит двоякопреломляющую призму 17, установленную с возможностью вращения вокруг оси источника света, дефлектор 16, модулятор 6, держатель 14 испытуемого образца, держатель 15 эталона и поляризаторы 18 и 19, установленные на двух гониометрах, поворотные плечи и столики которых кинематически связаны между собой, фотоприемник 7, шарнирный механизм с установленными на нем двумя плоскими поворотными зеркалами 5 и 8, закрепленными на поворотных шарнирах 4 и 9, связанных с кронштейнами 1 и 12 поворотных плеч гониометров, а модулятор 6 установлен перед фотоприемником 7 на одинаковом расстоянии от плоских поворотных зеркал 5 и 8 вдоль линии, параллельной оси входного светового пучка. При такой конструкции падающий на призму 17 световой поток расщепляется на два пучка A₁ и A₂ со взаимноортогональной поляризацией, которые попадают на эталон и на испытуемый образец. После отражения от них в направлениях B₁ и B₂ пучки света попадают на зеркала 5 и 8 и затем вдоль прямой C₁ и C₂ проходят к зеркальному модулятору 6, попеременно направляющему при своем вращении вокруг оси О₆ световые пучки двух измерительных каналов в направлении D к фотоприемнику 7. При плавном изменении угла падения света на эталон и испытуемый образец за счет кинематической связи между гониометрами посредством шарнирного механизма направление D остается неизменным. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, связанной с определением параметров качества поверхности деталет на основе рефлектомет- рии поверхности,, и может быть использовано ii оптической промышленности.

Исль изс брдтрния - повышение точности и производительности контроля за счет кинематической связи между гониометрами, осуществляемой шарнирным механизмом и обеспечивающей оперативное определение качества поверхности испытуемой детали относительно эталонного образца без дополнительных переюстиропок и балансировки измерительных каналов устройства путем выбора углов падения, для которых регистрируемы сигнал максимален

На чертеже представлена оптико- кинематическая схема устройства.

Устройство содержит кронштейны 1 и 2, планку 3, шарнир 4, плоское поворотное зеркало 5, модулятор 6, фотоприемник 7, плоское поворотное зеркало 8, шарнир 9, планку 10, кронштейны 11 и 12, двойной шарнир 13, ;;ержатег1Ь 14 испытуемого образца, держатечь 15 эталона, дефлектор

16, двоякопреломляюшуга призму 17 и источник света (не показан). Устройство образует два измерительных канала , и .

Устройство также содержит основание (не показано), на котором закреплены поворотные оси О з и 0 гониометров. На эти оси насажены диски (не показаны), радиусы которых

соотносятся как 1:2. На дисках меньшего радиуса закреплены кронштейны 1 и 12, а на дисках большего радиуса - поворотные столики (не показаны) с держателем 15 эталона и держателем 14 испытуемого образца. Посредством указанных дисков с помощью гибких стальных лент (не показаны) осуществляется кинематическая связь между кронштейнами 1 и 12 и поворотными столиками гониомет- ров. Шарниры 4 и 9 закреплены соответственно на Планках 3 и 10 с возможностью вращения вокруг осей От и 0.. Планки 3 и 10 установлены с возможностью вращения вокруг осей О, и 0, Кронштейны 1 и 12 введены в шарниры 4 и 9. Плоские поворотные зеркала 5 и 8 жестко закреплены на кронтшейнах 2 и 11 соответственно.

51

Кронштейны 2 н 11 введены в отверстия двойного шарнира 13, имеющего ос.ъ вращения Oj , параллельную осям О, иП.. Перклла 5и 8 расположены нормально к линиям ,и 0 (I g и шарнир сгитчаны с кронштеГснами I и 12 и плаками 3 и 10 соответственно г возможностью вращения вокруг осей О , и 0, Оси 0$ и П проходят через точки перес(;чения окружностей с центраь и О, и 0, Зеркальный модулятор 6 проходит через ось 0. Все оси П - O г1араллел1)Ны между собой, причем оси 0, 0, 0 и О-, лежат нп окружности с центром 0 , а оси П., , 0, 0 и Og - на окр.жности с 0,, а упы о(-с/,и fb - /, . Кр(1ме того, с (Х, - р Л Т от.шриемник 7 установлен по ходу сретового ггучка за моду- лятором 6.

Шарнирный механизм образуют кронш 2 и 11, планки 3 и 10, шарниры 4 и 9, двой)1ой шарнир 13.

Первый гониометр образуют держа- тель 15 эталона, кронптейн 1 с поляризатором 18, а второй гониометр - держатель 14 образца, кронштейн 12 с поляризатором 19,

Устройство работает следующим образом.

Падаю1чий на призму 17 световой пучок расщепляется на два пучка А и А с взаимно ортогональной поляризацией, которые попадают соответст- венно на эталонное зеркало в держателе 15 и на испытуемый образец в держателе 14. После отражения от них в нанравлении В , и В пучки света попадают на зеркала S и 8 и затем вдоль прямой С и С Q проходят к зеркальному модулятору 6, попеременно направляющему при своем вращении вокруг оси 0 световые пучки двух измерительных каналов в направлении D к фотоприемнику 7.

При синхронизации изменения углов падения световь1х пучков на эталонное зеркало и на испытуемый образец синхронно изменяются углы ul И /я.при поворотах кронштейнов 1 и 1) отраженные от эталонного зеркала и испытуемого образца световые пучки проходят в направлении В и В и вновь попадают в одну и ту же

46

точку - вершины углов о( и , лежащих на осях 0 и Пj соответственно. Поскольку зеркала 5 и 8 жестко закреплены на кронштейнах 2 и 11 шарнирно связанных с планками 3 и 1 в результате поворота которых углы с/ и не изменяются, т.е. условие равенства углов с/ о и р Л сохраняется, отраженные от зеркал 5 и 8 световые пучки попадают на модулятор 6 в ту же самую точку О (, После отражения от модулятора 6 пу 1;и в направлении П попадают в фотоприемник 7, где регистрируется переменный сигнал на частоте модуляции. По амплитудному значению этого сиг- 1{ала измеряются параметры качестс.а обработки поверхности деталей.

Формула изобретения

2. Устройство по п,I, о т л и - чающееся тем, что модулятор выполнен в виде плоского зеркала, установленного на оси, проходящей через точку пересечения окружностей, описываемых осями поворота плоских зеркал параллельно осям поворота гониометров.