Способ определения распределения крутизны микронеровностей шероховатых поверхностей Советский патент 1991 года по МПК G01B11/30 

1

(21)4677464/28 (22)11.04.89 (46)30.04.91. Бюл. N: 16

(71)Черновицкий государственный университет

(72)А.Г.Ушенко, М.Т.Стринадко и М А.Не- дужко

(53)531.715.27(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1456778, кл. G 01 В 11/30. 1987.

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КРУТИЗНЫ МИКРОНЕРОВНОСТЕЙ ШЕРОХОВАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследования структуры шероховатых поверхностей диэлектриков, полупроводников и др. Цель изобретения - повышение точности определения распределения крутизны микронеровностей, имеющих неплоскую форму поверхности, и информативности способа за счет измерения азимута поляризации в пределах площади осей зоны корреляции, а также за счет возможности измерения самой формы микронеровностей. Облучают объект 13 лазерным пучком с плоским волновым фронтом и азимутом поляризации вектора электрической напряженности в пределах угла 0° р 90° относительно плоскости падения, проецируют с помощью цилиндрического объек- тива 7 сквозь магнитооптический модулятор 8 в плоскость линейного фото- приемника 10, осуществляющего разложение изображения на множество элементов, определяют азимуты поляризации световых колебаний в пределах зоны корреляции, по которым судят о распределении крутизны и форме микронеровностей шероховатой поверхности. 1 ил.

со

с

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

Цель изобретения - повышение точности определения распределения крутизны микронеровностей, имеющих неплоскую форму поверхности, и информативности способа за счет измерения азимута поляризации в пределах площади всей зоны корреляции, з также за счет возможности

измерения самой формы микронеровностей.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства, осуществляющего описываемый способ.

Устройство содержит источник 1 излучения, четвертьволновую пластинку 2, поляризатор 3, коллиматор 4. проецирующий объектив 5, полевую диафрагму 6, цилиндрический объектив 7, магнитооптический модулятор 8, поляризатор-анализатор 9, линейный фотоприемник 10, спектроанали- затор И, миниЭВМ 12.

Осуществляется описываемый способ следующим образом.

а N ел

00

На вход устройства поступает излучение от источника 1 излучения - однородово- го лазера ЛГ-38.

Пластину 2 ориентируют так, чтобы ее ось наибольшей скорости составляла угол 45° относительно плоскости колебаний вектора электрической напряженности лазерной волны, что обеспечивает формирование циркулярно поляризованной волны. Поляризатор 3 устанавливают под произволь- ным углом 0° р 90° относительно плоскости падения. Коллиматор 4, состоящий из двух объективов и диафрагмы между ними /на чертеже не показаны/, служит для расширения пучка и формирования волны с плоским волновым фронтом. Исследуемый объект 13 осуществляет поляризационно- фазовую модуляцию освещающего пучка. Объектив 5 проецирует изображение исследуемой шероховатой поверхности объекта 13 в пноскость полевой диафрагмы 6, которая выделяет отдельные зоны корреляции. Размеры диафрагмы 6 выбираются порядка 1/10 части размера зоны корреляции. Цилиндрический объектив 7 формирует линей- ное изображение зоны корреляции и проецирует его сквозь магнитооптический модулятор 8 и расположенный за ним поляризатор-анализатор 9 в плоскость линейного фотоприемника 10, который выделяет N элементов в изображении зоны корреляции, сигналы от которых поступают последовательно в спектроанализатор 11, который выделяет из них гармонически изменяющиеся сигналы, частоты которых кратны частотам магнитооптической модуляции, и затем определяют совокупность амплитуд UK и Ьк. по которым определяют распределение азимутов поляризации.

Далее путем сканирования полученного когерентного изображения выделяется новая зона корреляции и таким образом определяют массивы и {Ьк}, которые накапливаются в памяти миниЭВМ 12 и статистически обрабатываются. В результате получают информацию о распреде- лении крутизны микронеровностей, поверхность которых неплоская, а также определяют их форму поверхности.

Формула изобретения Способ определения распределения крутизны микронеровностей шероховатых поверхностей, заключающийся в том, что освещают шероховатую поверхность лазерным пучком с плоским волновым фронтом и с азимутом поляризации вектора электрической напряженности под углом 0° р 90° относительно плоскости падения пучка, проецируют изображение шероховатой поверхности в плоскость регистрации, выделяют зоны корреляции изображения и определяют распределение крутизны и формы микронеровностей шероховатых поверхностей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения распределения крутизны микронеровностей, имеющих неплоскую форму поверхности, и информативности способа за счет определения формы микронеровностей шероховатых поверхностей, проецируют изображение зоны корреляции с помощью цилиндрического объектива через магнитооптический модулятор в плоскость регистрации линейного фотоприемника, выдел я ют-частоты сигналов, кратные частоте магнитооптического модулятора, по амплитудам сигналов определяют распределение азимутов поляризации световых колебаний в пределах зоны корреляции и по нему судят о распределении крутизны и форме микронеровностей шероховатых поверхностей.