Способ определения функции распределения углов наклона микронеровностей шероховатой поверхности Советский патент 1991 года по МПК G01B11/30 

1

(21)4660446/28

(22) 09.03.89

(46) 15.03.91. Бюл. Kfe 10

(71)Черновицкий государственный университет

(72)А. Г. Ушенко и С. Б. Ермоленко (53)531.715.27(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР N: 1456778, кл. G 01 В 11/30, 1987.

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА МИКРОНЕРОВНОСТЕЙ ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования структуры шероховатых поверхностей диэлектриков, металлов, полупроводников и т.д., что актуально в оптике рассеивающих сред, нераэрушающем контроле состояния поверхности, приборостроении. Цель изобретения - повышение информативности способа за счет определения функции распределения углов наклона микронеровностей с учетом их пространственной ориентации, определяемой меридиональным и сагиттальным углами. Задают вращающуюся плоскость поляризации лазерного пучка, определяют азимут по- ляризации освещающей волны, при котором интенсивность поля в пределах выделенной зоны корреляции минимальна, измеряют поворот плоскости поляризации световых колебаний в данной зоне и по измеренным данным определяют функцию распределения углов наклона микронеровностей шероховатой поверхности с учетом их пространственно-угловой ориентации. 1 ил.

ч

И

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования структуры шероховатых поверхностей диэлектриков, металлов, полупроводников и т.д., что актуально в оптике рассеивающих сред, неразрушающем контроле состояния поверхности, приборостроении и других отраслях науки и техники.

Цель изобретения - повышение информативности способа за счет определения функции распределения углов наклона микронеровностей с учетом их пространственной ориентации, определяемой меридианальным и сагиттальным углами.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит источник 1 излучения, четвертьволновую пластинку 2 вращающийся поляризатор 3, коллиматор 4, объектив 5, поляризатор 6, диафрагму 7, магнитооптический модулятор 8, фотоэлектрический блок9 регистрации, блок Юсвязи и мини-ЭВМ 11.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

На вход устройства поступает излучение от источника 1 излучения -одномодово- го лазера. Коллиматор 4 состоит из двух объективов и диафрагмы между ними и служит для расширения пучка и формирования волны с плоским волновым фронтом. Пластинка 2 ориентируется таким образом, что ее ось наибольшей скорости составляет угол 45° с плоскостью поляризации лазерного

пучка, что позволяет получить циркулярную поляризацию освещающего пучка. Поляризатор 6 вращается с помощью шагового двигателя (не показан), что обеспечивает вращение плоскости колебаний световой волны относительно плоскости падения, Объект 12 осуществляет поляризационно- фазовую модуляцию лазерного пучка. Объектив 5 проецирует изображение исследуемой шероховатой поверхности оОьекта 12 сквозь поляризатор 3 в плоскость полевой диафрагмы 7, за которой расположены магнитооптический модулятор 8 и фотоэлектрический блок 9 регистрации. Размер полевой диафрагмы 7 выбирается порядка 1/10 части размера зоны корреляции. С помощью вращающегося поляризатора 3 добиваются получения минимального сигнала в изображении зоны корреляции, которому соответствует угло- пой отсчет х. Затем с помощью системы поляризатора 6 - магнитооптический модулятор 8 определяют величину поворота f; азимута поляризации световых колебаний выделенной зоны корреляции

где т/- угловой отсчет.

Путем сканирования полученного когерентного изображения выделяется новая зона корреляции и таким образом, определяется массив значений азимутов поляризации xi и поворотов плоскости поляризации Јi , который накапливается в памяти блока 10 связи с мини-ЭВМ 11 и статистически обрабатывается. В результате получают распределение пространственно-угловых

ориентации микронеровностей исследуемой шероховатой поверхности Объекта 12.

Предлагаемый способ расширяет возможности измерения функции распределе- ния наклонов микроплощадок в наиболее общей ситуации - случайной пространственной ориентации микронеровностей шероховатой поверхности.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ определения функции распределения углов наклона микронеровностей шероховатой поверхности, заключающийся в том, что освещают исследуемую шероховатую поверхность линейно поляризованной лазерной волной, формируют когерентное изображение исследуемой поверхности в плоскости регистрации, сканируют полученное изображение, выделяют

зоны корреляции, измеряют амплитуды поляризации поля в пределах каждой зоны и определяют функцию распределения углов наклона микронеровностей шероховатой поверхности, отличающийся тем, что,

с целью повышения информативности способа, производят вращение плоскости поляризации лазерной волны, измеряют азимут линейной поляризации освещающей волны, при которой интенсивность поля в пределах

выделенной зоны корреляции минимальна, измеряют угол поворота плоскости поляризации световых колебаний в данной зоне, а определение функции распределения углов наклона микронеровностей шероховатой

поверхности осуществляют с учетом их пространственной ориентации по измеренным данным.

12

11