Способ оптического контроля отражающей поверхности и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01N21/35 

Изобретение относится к измерительной технике, связанной с оценкой структурной анизотропии отражающих плоских поверхностей на основе рефлектометриче- ского измерения параметров отраженного от поверхности света вблизи нормального угла падения, и может быть использовано в средствах контроля в оптико-механической промышленности.

Целью изобретения является обеспечение возможности определения параметров структурной анизотропии отражающих ме таллических поверхностей.

На чертеже показана оптическая схема устройства для измерения структурной анизотропии и ее пространственной ориентации в плоскости отражающей поверхности.

Устройство содержит источник 1 света, фотоприемник 2, поляроид (поляризатор) 3, лимб 4, предметный столик 5 для крепления образца, лимб 6 и регистрирующее устройство 7. Источник 1 света и фотоприемник 2 конструктивно выполнены в виде одного блока и установлены над предметным столиком 5. Поляроид 3 закреплен на лимбе 4, а предметный столик - на лимбе 6.

Способ осуществляют следующим образом. Исследуемый образец помещают на предметный столик 5 и фиксируют по лимбу 6 выбранное направление (ориентацию)

00

о

О

ы VJ ы

столика с закрепленным на нем образцом как нулевое. Через поляризатор 3, установленный на лимбе 4, пропускают свет от источника 1, фиксируя при этом направление поляризации света по лимбу 4 в виде нулевой отметки. Попавший на исследуемый образец световой поток от источника 1 рассеивается на поверхности под углом, близким к нормальному и, пройдя через поляризатор 3 в обратном к падающему пучку направлении, попадает на фотоприемник 2, фототоки с которого регистрируют устройством 7, Вращая лимб 6 вокруг оси, по направлению совпадающей с нормалью к предметному столику с установленным в плоскости этого столика образцом на 360° фиксируют с помощью регистрирующего устройства 8 максимальный и минимальный фототоки, а также отмечая по лимбу 6 соответствующие азимуты относительно его ну- левой отметки при этих фототоках, фиксируют направление структурной анизотропии по углу поворота лимба 6 относительно его нулевой отметки. По отношению максимального и минимального фототоков определяют степень структурной анизотропии поверхности и ориентацию одной из осей (соответствующей максимальному фототоку) такой анизотропии по отношению к выделенному на поверхности образца направлению, которое по лимбу 6 было отмечено как нулевое.

Пример конкретного исполнения. В качестве источника света использовали стандартный светодиод АЛ-307, а в качестве фотоприемника - фртосопротивление кольцевого типа ФСК-6. Регистрацию фототоков проводили на микроамперметре типа М24, Испытуемой поверхностью была аморфная лента сплава Ni 9Si6Bi6, продольная ось ленты, являясь характерным для ориентации поверхности направлением, размещалась в вертикальном направлении, выбранном на лимбе 6 как нулевое. Направление поляризации поляроидной пленки (поляризатора) также размещалось в вертикальном направлении и по лимбу 4 поляризатора фиксировалось также в качестве нулевого. При вращении лимба б совместно с закрепленными на нем предметным столиком с плоской испытуемой поверхностью ленты аморфного сплава вышеуказанного состава определены азимуты по лимбу б, соответствующие максимальному и минимальному фототокам, а именно 60° и 150°. Отношение минимального значения к максимальному значению фототока составило 0,56. Таким образом, структурная анизотропия аморфной ленты указанного аморфного сплава является одноосной, причем ось вытянутости составляет 60° по отношению к продольной оси самой ленты. Аналогичные измерения были проведены и для аморфных лент других составов, например, FegoBisMns (ось вытянутости также не совпадает с осью ленты и составляет примерно 50°, а отношение минимального фототока к максимальному - 0,85), FegiB SIsCia (здесь соответствующая ,

0 пара величин: 70° и 0,77).

Таким образом, применение способа на конкретном примере дает возможность определить параметры структурной анизотропии отражающей поверхности, что выгодно

5 отличает этот способ и устройство для его осуществления от известных.

Формула изобретения 1. Способ оптического контроля отражающей поверхности, заключающийся в том,

0 что пучок света направляют нормально к поверхности и регистрируют рассеянный от нее в обратном направлении вблизи нор- ,мальногоугла падения пучок света фотоприемником кольцевой формы, отличают, и5 и с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения параметров структурной анизотропии металлических поверхностей, при направлении светового пучка к поверхности фиксируют азимуталь0 ное направление отражающей поверхности, поляризуют падающий и рассеянный световые пучки в одном и том же направлении, фиксируют азимут направления поляризации, а при регистрации рассеянного от

5 отражающей поверхности светового пучка вращают отражательную поверхность в ее плоскости на 360°, измеряют минимальную и максимальную интенсивности рассеянного от поверхности света, фиксируют соотО ветствующие этим интенсивностям азимуты отражающей поверхности по отношению к азимутальному направлению поляризации света и по значениям отношения минимальной и максимальной интенсивности рассе5 янного света и азимуту отражающей поверхности относительно направления поляризации света судят о параметрах структурной анизотропии поверхности и ее ориентации в плоскости поверхности.

0 2. Устройство оптического контроля отражающей поверхности, содержащее источник света и последовательно установленные по ходу пучка света предметный столик для закрепления на нем испытуемой повер5 хности и фотоприемник кольцевого типа, причем источник света и фотоприемник выполнены в виде одного блока, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности определения параметров структурной анизотропии металлических

поверхностей, в него введены два соосно расположенных лимба и поляризатор, при этом лимбы установлены последовательно

по,ходу пучка света, при этом на первом лимбе установлен поляризатор, на втором - предметный столик.

Использование: измерительная техника и может быть использовано в средствах контроля в оптико-механической промышленности. Сущность изобретения: падающий и рассеянный вблизи нормального угла свет поляризуют, фиксируют направление поляризации, вращают отражающую поверхность в ее плоскости на 360°, регистрируют минимальную и максимальную интенсивности рассеянного от поверхности света, определяют их отношение и соответствующие азимуты поверхности по лимбу, которые соответствуют этим экстремальным значениям интенсивности, причем на основе этого отношения и азимутов судят о структурной анизотропии и ориентации ее выделенной оси относительно направления поляризации. В устройство введены поляроид и два отсчетных угловых лимба, в одном из которых между источником света и предметным столиком установлен поляроид (поляризатор), а на другом - предметный столик, с возможностью вращения этих лимбов на 360° вокруг нормали к столику. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.