Способ измерения поперечных размеров и глубины щели в объектах Советский патент 1981 года по МПК G01B11/08 

I- .-: Изобретение относится к измерйтельной технике и может быть использовано при измерении поперечньк размеров и глубины узкик щелей и от верстий, толщины материала, градуировке мерительного инструмента и т.д. Известен способ измерения попереч ных раамеров и глубины щели в. объектах, заключающийся в том, что щель облучают двумя пучками света под ксированными углами к аксиальному направлению щели, за щелыо измеряют интенсивность той части этих пучков света, которая прошла через щель, и по соотношению интенсивностей вычисляют глубину и поперечный разме щели l J. Этот способ обладает недостаточной точностью измерений из-за влияния на результат измерения колебаний интенсивности излучения, качества поверхности, материала щели и точности,измерения углов падения зрндирую1чих пучков света. Наиболее близким к изобретению является способ, измерения поперечных размеров и глубины щели в объектах закдючаюищйся в том, что формируют монохроматический когерентный поляризованный параллельный сьетовой пучок и направляют gro на щели па рйллёльно оси щели,.за щелью в зоне формирования дафракционной картины, . Фраунгофера измеряют расстояние м.ежду э1сстремальными точками этой картины, ейьй етричными относительно ее центра, и ойределяют углы между направлением светового пучка и направлейиями; из Центра деЯи на экстремальш 1е точки дифракционной картины IZJ. Этот способ обладает недостаточной точностью измерений из-за влияния глубины щели на точность.измерения поперечных размеров щели. ,Целью изобретения является повыщение ТОЧНОСТИизмерений поперечных размеров и,рдубины щели. Цель достигается тем, что наклоняют объект таким образом, чтобы между направлением светового пучка и осью щели образовался фиксированньш угол, за щелью в зоне формирования дифракционной картины Фраунгофера измеряют расстояние между экстремальными точками второй дифракционной картины, симметричными относительно ее центра и определяют углы между направлением светового пучка и направлениями цен ра щели на экстремальные точки второй дифракционной картины, а попереч ные размеры и глубину щели вычисляют по следующим формулам d-iii v . )-вiиA-siи fol ,. . вiV1CAvЧ V5iнd 51и PotЬe - P1) где d - поперечные размеры щели; И - глубина щели; Л - длина волны света; фиксированный угол между на равлением светового пучка и осью щели; ...... - угол между направлением светового пучка и направлением на экстремальную точку первой дифракционной картины; -. угол между направлением светового пучка и направлением на экстремальную точку второй дифракционной картины. На фиг. 1 изображен ход лучей в схеме устройства -при направлении эон |щрующего щель пучка лучей, параллел ном оси щели в объекте; на фиг. 2 ход лучей в .схеме устройства при направлении зондирующего щель пучка лучей,, составляющем фиксированный угол с осью щели в объектеУстройство для реализации способа измерения поперечных размеров и глубины ;Щели в объектах содержит освети тель (на чертеже не показан), объектив 1, расположенный соосно с осветителем, и экран 2, расположенш 1й в зоне формирования дифракционной картиш.1 Фраунгофера. Способ измерения поперечных разме ров и глубишз щели 3 в объекте 4, например щели спектрального прибора или отверстия в фильтре, заключается в том, что формируют монохроматический когерентный поляризованньш параллельный световой пучок и направляют его на 3 параллельно ее оси. За щелью 3 в зоне формирования дифракционной картины Фраунгофера на экране 2 измеряют расстояние между экстремальными точками этой картины, симметричными относительно ее центра, и определяют углы между направлением светового пуч ка и направлением центра щели 3 на экстремальные точки дифракционной картины. Затем наклоняют объект 4 таким образом, чтобы между направлением свет ового пучка и осью щели 3 образовался фиксированный угол, за щелью 3 в зоне формирования дифракционной картины Фраунгофера измеряют ра1 стоякие между экстремальными точками второй дифракционной картины, симметричными относительно ее центра, и определяют углы между направлением светового пучка и направлениями центра на экстремальные точки второй дифракционной картины. При этом поперечные размеры и глубину щели 3 вычисляют по следующим формулам. ..k.-b 3 i 4-y- o, ,Н) 2 A-CsiM (a-t-4 -sin -siH4o3 t5lVl(dL-vVf)-6iV ol ,Bf ft M lgroL-tg4 o1 d - поперечные размеры щели; ti -г- глубина щели; Л - длина волны света; сС - фиксированный угол между направлением светового пучка и осью щели; % - угол между направлением светового пучка и направлением на экстремальную точку первой дифракционной картины: /f - угол между направлением светового пучка и направлением на экстремальную точку второй дифракционной картины. Формулы (1) и 12; вьшедены с учетом геометрическ41х построений на фиг. 1 и 2. Формула изобретения Способ измерения поперечных размеров и глубины щели в .объектах, заключающийся в том, что формируют монохроматический когерентньй поляризованный параллельный световой пучок и Направляют его на щель парал5лельйо оси щели, за щелью в зоне фор мирования дифракционной картины Фраунгофера измеряют расстояние между экстремальными точками этой:-.картины, симметричными относительно ее центра, и определяют углы между направлением светового пучка и направлением из центра щели на экстремальные точки дифракционной картины, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений поперечных размеров и глубины щели, наклоняют объект таким образом, чтобы между направлением светового пучка и осью щели образовался фиксированный угол, за щелью в зоне формирования дифра ионной картины Фраунгофера измеряют расстояние .между экстремальными точками второй дифракционной картины, симметЛичными относительно ее центра, и оп ределяют углы между направлением светового пучка и направлениями центра щели на экстремальные точки

Лвторой дифракционной картнны, а по- 25 перечные размеры и глубину , 1числяют по следующим формулам

;..,

. 2..Xbw(.d.+4-)-SiiiQ;-5i 4 ol :,rt . c(.3sin )H ol-%tfQ3 .

2. Игнатов В.А.Мордасова Г. М,, Мордвинов В.А., Ровенский Б.Б. Бесконтактные оптические измерения размеров .малых отверстий И ще лей. Обмен опытом в радиопромьшшенности. 1975, № 4, с. 52-54 (прототип). - поперечные размеры щели; l - глубина щели; - длина волны света; (, - фиксированный угол между направлением светового пучка и осью щели; угол между направлением светового пучка и направлением на экстремальную точку первой дифракционной картины; угол между направлением светового пучка и направлением на эксремальную точку второй дифракционной картины. Источники, информации, . тые во внимание при экспертизе Патент Франции №2261503, G 01 В 11/12/D .01 D 3/00,

/

/

./