ВСЕСОЮЗНАЯ ПАТ?НТН04ЕХНН4ЕШБИБЛИОТЕКА Советский патент 1971 года по МПК G01N21/01 

НзобретеНИе относится к области иопытаиия материалов неразрушающими методами, в частности к инфракрасной интросколии. Для обнаружения и локализации дефектов в кристаллах существует ряд устройств, например устройства, работающие по принципу оптического анализа.

В этих устройствах световое пятно перемещается по исследуемому кристаллу с помощью подвижной оптической системы. Световой луч, пройдя через исследуемую пластинку, попадает на детектор, установленный за исследуемой пластинкой кристалла. В качестве детектора используется фотосопротивление, преобразующее оптическое изображение исследуемой лластинки в электрический сигнал, лодаваемьп затем на приемно-конт|ролыное устройство.

Недостаткам устройств данного типа является использование сложной и неподвижной оптической системы.

Целью предложенного изобретения является создание такого устройства, благодаря которому возможно получить изображение исследуемого материала, а также устранить ларазитную модуляцию светового потока.

Для достижения этой дели на вращающийся вал устройства лосажеи кулачок, который обеспечивает перемещение исследуемой монол ристалЛИческой пластинки по известной траeKTQpnn относительно неподвижной оптической

системы и неподвилсного детектора, а также относительно светового потока, падающего на исследуемую пластинку. Это движение синхронизируется с движением электронного луча в

кинесколе. Такое рещенпе дает возможность использовать точечный детектор и усталавливать световое пятнышко так, чтобы оно поладало только на одну и ту же точку детектора, обладающего наибольшей чувствительностью.

Таким образом устраняются неравномерно-стн размещения отверстий на вращающемся диске и освещен 1я этого диска, а также колебания светового пятна ла поверхности детектора - источниКа возликиовения по.мех.

На чертеже представлена схе.ма устройства.

Устройство содержит источник света /, оптическую систему 2, рамку для исследуемого

материала кристалла 3, оптическую систему 4, точечныГг детектор 5, плечо вибратора 6, вибратор 7, лодшипник 8, кулачок Р, вал 10, кулачок //, контакты 12, потенциометр 13, ползут 4, двигатель 15, фазовращатель 16, флльт|р

17, усилитель 18 лалряжения развертки, питающее уст ройство 19, кинескоп 20, вертикальноотклоняющпе пластины 21, горизонтальноотклоняющие пластины 22, сетку 23 кинескола. переключатель 24, усилители 25 и 26,

Устройство работает следующим образом.

После закрепления исследуемой лластинки монокристалла в рамке 3 на ллече 6, пласт.инке сообщается колебательное движение в горизонтальной плоскости 1путем подключения обмотки вибратора 7 к сети. Одновременно включается электрический двигатель 15, который лри.вод.ит в движение вал 10 и кулачок 9 с перемещаемым подшипником 8. Кулачок сообщает вибратору, а тем самым и испытываемому образцу движение в вертикальной плоскп. сти. Горизоптальное перемещение измеряемого образца моиокристалла синхронизируется с горизонтальным перемещением электронного луча W кинескопа 20, отклоняемым горизонтальноотклоняющими пластинами 22, на которые подается сетевое напряжение с выхода усилителя 18. Сетевое напряжение V, питающее горизонтальноотклоияющие пластины 2.2, запаздывает по отношению к напряжению U, питающему обмотку вибратора 7 на заданный ...угол. Фазовый сдвиг меж.ду напряжениями является необходимым, принимая -во внимание инерционность исследуемого образца и колеблющегося плеча 6. Эта инерционность вызывает запаздывание по фазе движения исследуемого образца по отнощению к движению электронного луча. Для того чтобы обеспечить синхронность горизонтального иеремещения испытуемого образца и электронного луча, в цепь питания вибратора включается фазовращатель 16, который вызывает опережение по фазе напряжения, питающего обмотку вибратора, по сравнению с напряжепием горизонтального отклонения луча в кинескопе.

Синхронизация вертикального 1пе|ремещения измеряемого образца и элактронного луча обеспечивается установкой на валу кулач.ка подни.мающего вибратор ползуна 14 потенциометра 13, € которого снимается напряжение, подаваемое затем на ве|ртикальноотклоняющие пластины 21 кинескопа 20.

Длина плеча, совершающего колебательное движение, значительно превыщает величину амплитуды горизонтального отклонения исследуемого образца и поэтому можно принять, что горизонтальное перемещение светового пятна по исследуемой пластинке монокристалла является лииейным. Так как перемещение в .вертикальной плоскости совершается образцом значительно медленнее, чем в горизонтальной плоскости, iCBeTOBoe пятно падающего светового луча анал.изирует каждый пункт выбранной части пластинжи по линейному закону таким же образом, каким производится анализ цезневой мозаики электронным лучом в передающих телевизионных трубках. Световой поток, излучаемый источником, проходит

через оптическую систему 2, измеряемую пластинку кристалла, оптическую систему и попадает всегда на один и тот же пункт точечного фотоэлектрического детектора. Поток света,

выходящий из пластипки, оказывается модул.ированным в результате неоднородной абсорбции света отдельными участками пластины. Таким образом, на выходе детектора возникают электрические импульсы, соответствующие развертке абсорбционного изображения анализируемого образца кристалла. Данные импульсы усиливаются затем усилителем 26 и подаются контактом а, пе|реключателем 24 на сетку 23 кинескопа, в результате чего на

экране создается изображение внутренней структуры исследуемого образца.

Если :пе|реключатель устанавливается в положение б, то в этом случае на эк|ране кинескопа возникает фотоэлектрическое изображение исследуемой пластинки, так как усиленное фотоэлектрическое напряжение, снимаемое с усилителя, на который данное напряжение подается с электродов 27 и 28, прикладывается на сетку 23 кинескопа.

Таким образом переключатель дает возможность совмещать абсорбцио.нное и фотоэлектрическое изображения, что, в, свою очередь, позволяет произво.дить сравнение изображений образцов.

В связи с тем, что движение электронного луча соверщается медленно (продолжительность одного кадра составляет пр иблизительно 6 сек, применяется кинескоп с экраном, обладающим достаточно длительным послесвечением. Второй кулачок содержит контакты, замыкаемые после окончания кадра, в результате чего на сетку 23 по.дается отрицательный импульс, гасящий электронный луч на время его обратного хода.

Предмет изобретения

Устройство для обнаружения кристаллографических дефектов, в особенности в полупроводниковых монокристаллах, содержащее ненодвил ные источник света, оптическую систему и детектор, отличающееся тем, что, с целью устранения паразитной модуляции светового потока, на вращающемся валу посажан

кулачок и ползунок потенциометра, причем на кулачок посредством подшипника опирается вибратор, на плече которого закреплена исследуемая полупроводниковая пластинка, а ползунок соединен с вертикальноотклоняющим:и пластинами трубки, а горизонтальноотклоняющие пластины соединены через усилитель напряжения развартки с выходом фильтра, питающим фазовращатель обмотку вибратора.