Двойной двухлучевой интерферометр для измерения толщины покрытий Советский патент 1991 года по МПК G01B21/08 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерений толщины пленочных покрытий.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения количества настраиваемых оптических элементов схемы интерферометра..

На чертеже представлена блок- схема интерферометра.

Интерферометр состоит из оптически связанных источника 1 когерентного излучения, пропускающей дифракционной решетки 2, диафрагмы 3, объектива 4 и светоделителя 5, оптически связанных со светоделителем 5 объектива 6 и акустооптического модулятора 7, фотоприемников 8 и 9, расположенных в полях +1 и -1 дифракционных порядков акустооптического модулятора 7 соответственно, и последовательно соединенных измерителя

10 разности Ллз, входи которого подключены к выходам фотоприрмникоп 8 и 9 соответственно, и блока И регистрации .

Интерферометр рапотао, г lensiuiiUM образом.

Излучение источника 1 падает на дифракционную решетку 2. Нулевой и два первых дифракционных порячка вч- деляются ди 1фрагмои j и, про -г ч PHL- ектпв 4, падают парал ельно друг другу на поверхность измеряемого оо разца 12. Отраженные от образца 12 и светоделителя 5 лучи объективом 6 сводятся на акустоолшческом модуляторе 7 под углом, равным углу между соседними порядками дифракции модулятора 7. На выходе модулятора 7 нулевые порядки лучей, образованных порядками дифракции репегкп 2, интерферируют с 11 порядками дифракции осевого луча, образованного нулевым

(/)

|с

:сг.

NO

«vl

00

со

Cft

:i

порядком дифракции решетки 2. Таким образом, в направлениях J и II наблюдаются две бегущие интерференционные картины, интенсивности которых ме- няются с частотой f акустической волны модулятора 7 и с фазами Cf t

РЛ Vc Me.fcфазы падающих на модулятор световых волн) . Разность фаз интерференцион- ньгх сигналов

ка разности фаз и, соответственно, три отсчета толщины покрытия

ДЦ з-йМ з

)

d, А

Л й(-й1Ь

d2 Д Sr ,

/А

ДЧг-ДЧу A iT

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности та счет уменьшении IP imfcii.i nicipn- иваемых оптичосьпх г ;VMTOH схемы интерферометра. Интерферометр cocioИТ НТ ОППП РГКЧ -шгт-рпи.г РГПТПШКЛ 1 когерентного из н чрнтм-, пФплк- ционной рршрпсп , объекшт. и светоделптрпл 5, оп гичсчм и с.м,чц,- ных г снетодрчитемем J омьгкпыа h, акустооптичргкого мочутятпра 7 и $.- топриемникоп 8 и (|. Р.т ногть Л а ч электрических сигнлло; с f l onpiHiv - ников 8 и 9 чаниснг n i р.тчностп хода лучей, отраженных от (П-ьркта 1.. 1 ил.

uq q, +cfc -

не меняется при любых перемещениях образца, кроме перехода луча через ступень, образованную подложкой и покрытием, так как, если грани ступени плоские и лучи находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, то

ч

где

fi+ cpc

HJfe,

utff - приращения фат соответствующих световых волн, возникающие при перемещениях образца.

При измерении толщины покрытия образец 12 перемещают в плоскости, перпендикулярной лучам, так, чтобы лучи последовательно пересекали ступень. При переходе бокового луча через ступень ДЦ) происходит изменение на личину 4U- (d - толщина покрытия,

fy - длина волны лазера), а при neper

ходе центрального - на (-8 И т). Интерференционные сигналы детектируются фотоприемниками 8 и 9 и подаются на измеритель 10 разности фаз и блок 11 регистрации. Разность фаз интерференционных сигналов &Ц измеряют при четырех различных положениях образца и получают три значения скач

Среднее значение толгчзшы за один проход образца ,

d -(d t + d/L + d3)

Регистрирующее устройство 12 может быть выполнено в виде электронно- вычислительного комплекса, фиксирующего и накапливающего значения разности фаз UCpj за несколько проходов образца и вычисляющего среднее значение толщины покрытия и среднее квад- ратическое отклонение измеряемой величины.

Формула изобретения

Двойной двухлучевой интерферометр для измерения толщины покрытий, содержащий оптически связанные источник когерентного излучения, дифракционную решетку, диафрагму и объектив, два фотоприемника и блок регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, снабжен оптически связанными вторым объективом, предназначенным для оптической связи с контролируемым покрытием и акустооптическим модулятором, и измерителем разности фаз, входы которого подключены к выходам фотоприемников, а выход - к входу регистрирующего блока, фотоприемники расположены в полях -t-1-го и -1-го дифракционных порядков аку- стооптического модулятора.