Способ контроля формы поверхности Советский патент 1991 года по МПК G01B11/24 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля формы отражающих поверхностей как полированных, так и слабошероховатых в оптическом и полупроводниковом приборостроении.

Цель изобретения - расширение класса контролируемых поверхностей за счет обеспечения контроля как полированных,так и слабошероховатых поверхностей, а также повышение точности контроля путем формирования одновременно двух пространственно разнесенных интерференционных картин.

На фиг.1 графически представлен ход пучков при записи голограммы; на фиг.2 - . устройство, реализующее способ контроля формы поверхности.

Устройство содержит источник 1 когерентного излучения, расширитель 2 пучка, голограмму 3, диафрагму 4, контролируемую поверхность 5, юстировочный узел б, анализаторы 7 и 8 интерференционной картины. В качестве анализаторов интерференционной картины может служить рассеивающий экран с визуальным наблюдением, сканирующий по полю интерферен- ционной картины ФЭУ, или матрица

о ел о

CJ

ю о

фотоприемников, распределяющие интенсивности в интерференционной картине с последующей обработкой данных на ЭВМ и ДР.

Предварительно регистрируют голограмму 3 в схеме, изображенной на фиг.1. Направляют соосно и навстречу друг другу два опорных пучка Hi и Па, нормально к ним ось волнового фронта рабочего пучка Пз, экспонируют и проводят фотохимическую обработку. Затем голограмму устанавливают в устройство (фиг.2), на вход которого поступает излучение от источника 1 когерентного излучения. Расширитель 2 формирует плоскую волну, которая по направлению совпадает с волной П2 (фиг.1), существовавшей при записи голограммы. Эта волна восстанавливает из голограммы сферическую волну, распространяющуюся в направлении диафрагмы 4, и ей сопряженную, распространяющуюся в направлении анализатора 7, а также недифрагирован- ную волну, распространяющуюся в направлении анализатора 8. Отраженная от контролируемой поверхности 5 волна снова попадает на голограмму 3, частично проходит в направлении анализатора 7, а также восстанавливает плоскую волну, распространяющуюся в направлении анализатора 8. Котировочным узлом б устанавливают контролируемую поверхность 5 в положение, при котором анализатором 7 регистрируется нулевая интерференционная полоса. По интерференционной картине, регистрируемой анализатором 8, судят об отклонении формы контролируемой поверхности 5 от эталонной. Формируя банк голограмм для различных форм поверхностей, можно контролировать форму полированных или слабошероховатых поверхностей различного профиля. Процесс юстировки и анализа интерференционной картины допускает полную автоматизацию, что позволяет получить информацию об отклонении формы контролируемой поверхности без сложных котировочных работ. Учитывая достаточно большую длину когерентности лазерного излучения, расстояние между голограммой и контролируемой поверхностью также может быть значительным, что позволяет контролировать крупногабаритные изделия.

В случае юстировки самой голограммы,

а не контролируемой поверхности, возможен контроль исследуемой поверхности на месте. Формула изобретения Способ контроля формы поверхности объекта, заключающийся в том. что осуществляют запись голограммы волны когерентного излучения с формой волнового фронта соответствующей форме волнового фронта волны, отраженной от эталонной поверхности, восстанавливают пучком когерентного

излучения волну, записанную на голограмме, смешивают ее с волной отраженной от контролируемой поверхности, до появления интерференционной картины и регистрируют интерферограмму, по которой осуществляют контроль, отличающийся тем, что, с целью расширения класса контролируемых поверхностей и повышения точности ко нтроля, запись голограммы осуществляют двумя коллимированными

опорными пучками, ориентированными соосно, навстречу друг другу и нормально к направлению распространения волны с формой волнового фронта, соответствующей форме волнового фронта волны, отраженной от эталонной поверхности, восстановление голограммы осуществляют пучком, совпадающим с одним из опорных пучков, при смешивании волн изменяют положение контролируемой поверхности до

получения нулевой полосы на интерференционной картине, а интерферограмму, по которой осуществляют контроль формы, регистрируют в направлении распространения восстанавливающего пучка.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля формы поверхностей в оптическом и полупроводниковом приборостроении. Целью изобретения является расширение класса контролируемых поверхностей за счет возможности контроля как полированных, так и слабошероховатых поверхностей, а также повышение точности контроля за счет формирования одновременно двух интерференционных картин, разнесенных в пространстве. Для этого первоначально записывается на голограмму волна с волновым фронтом, соответствующим волновому фронту волны, отраженной от эталонной поверхности, с помощью двух опорных колли- мированных пучков, ориентированных соосно, навстречу друг другу и нормально к направлению распространения записываемой волны. После этого голограмму 3 освещают пучком, идентичным одному из опорных пучков, восстанавливают с нее записанную волну, что приводит к образованию двух интерференционных картин, регистрируемых анализаторами 7 и 8. Путем изменения положения контролируемой поверхности 5 добиваются получения в интерференционной картине, регистрируемой анализатором 7, нулевой полосы и при этом расположении поверхности 5 по интерференционной картине, регистрируемой анализатором 8, осуществляют контроль поверхности 5. 2 ил. (/) С