close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 15915

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01N 21/45
G 01N 21/958
(2006.01)
(2006.01)
СПОСОБ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
ОПТИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ
ПРОПУСКАЮЩЕГО ТИПА
(21) Номер заявки: a 20071436
(22) 2007.11.26
(43) 2009.06.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Гродненский государственный университет имени Янки Купалы" (BY)
(72) Автор: Ляликов Александр Михайлович (BY)
BY 15915 C1 2012.06.30
BY (11) 15915
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Гродненский государственный университет имени Янки Купалы"
(BY)
(56) ЛЯЛИКОВ А.М. Оптика и спектроскопия. - 2002. - Т. 92. - № 2. - С. 343-349.
RU 2237865 C2, 2004.
SU 1384950 A1, 1988.
SU 1117445 A, 1984.
US 6509967 B1, 2003.
ЛЯЛИКОВ А.М. Квантовая электроника. - 2005. - Т. 35. - № 2. - С. 191-194.
(57)
Способ интерферометрического контроля оптического элемента с периодической
структурой пропускающего типа, в котором формируют зондирующий световой пучок,
размещают разнесенные в пространстве контролируемый и эталонный элементы по ходу
распространения зондирующего светового пучка, разделяют по амплитуде и совмещают
световые пучки, оптически сопрягают плоскость получения интерференционной картины
и указанные элементы, интерференционную картину получают при выделении пучков,
дифрагированных на контролируемом и эталонном элементах при совмещении зон, прошедших указанные элементы, контроль элемента осуществляют по полученной интерференционной картине, отличающийся тем, что контролируемый и эталонный элементы
располагают вдоль направления сдвига интерферирующих пучков в одной плоскости,
причем каждый в своей половине зондирующего светового пучка; интерференционную
картину получают при наложении дифрагированных световых пучков, смещенных в пространстве на величину бокового сдвига между интерферирующими пучками, равного расстоянию между центрами контролируемого и эталонного элементов.
Фиг. 3
BY 15915 C1 2012.06.30
Изобретение относится к области лазерной измерительной техники, в частности к интерферометрическому контролю и измерению различных параметров периодических
структур.
Известен интерференционный способ сравнительного анализа исследуемой и эталонной периодических структур, реализуемый в оптическом анализаторе оптически спряженных элементов [1]. Способ интерферометрического контроля элемента с периодической
структурой пропускающего типа заключается в том, что формируют зондирующий световой пучок, размещают разнесенные в пространстве контролируемый и эталонный элементы по ходу распространения зондирующего светового пучка, оптически сопрягают
плоскость получения интерференционной картины и элементы периодических структур,
интерференционную картину получают при выделении пучков, дифрагированных на элементах контролируемой и эталонной структур. Данный способ контроля малочувствителен к вибрациям, но имеет большие потери в светосиле из-за использования световых
пучков, испытавших двойную дифракцию на элементах периодических структур.
В качестве прототипа выбран способ контроля элементов периодических структур
пропускающего типа, реализуемый в устройстве для интерферометрического сравнения
композитных структур пропускающего типа [2]. Интерференционный способ контроля
элементов периодических структур пропускающего типа заключается в том, что формируют зондирующий световой пучок, размещают разнесенные в пространстве контролируемый и эталонный элементы по ходу распространения зондирующего светового пучка,
разделяют по амплитуде и совмещают световые пучки, оптически сопрягают плоскость
получения интерференционной картины и элементы периодических структур, интерференционную картину получают при выделении пучков, дифрагированных на элементах
контролируемой и эталонной структур при совмещении зон, прошедших контролируемый
и эталонный элементы. Данный способ контроля имеет более высокую светосилу по сравнению с предыдущим аналогом, но очень чувствителен к вибрациям. Чувствительность к
вибрациям связана с использованием двух разнесенных световых каналов интерферометрического коррелятора. Чувствительность к вибрациям данного способа ограничивает его
использование в производственных условиях.
Сущность изобретения заключается в том, что способ интерферометрического контроля элемента с периодической структурой пропускающего типа, заключающийся в том,
что формируют зондирующий световой пучок, размещают разнесенные в пространстве
контролируемый и эталонный элементы по ходу распространения зондирующего светового пучка, разделяют по амплитуде и совмещают световые пучки, оптически сопрягают
плоскость получения интерференционной картины и указанные элементы, интерференционную картину получают при выделении пучков, дифрагированных на контролируемом и
эталонном элементах при совмещении зон, прошедших указанные элементы, контроль
элемента осуществляют по полученной интерференционной картине, дополняют новыми
признаками: контролируемый и эталонный элементы располагают вдоль направления
сдвига интерферирующих пучков в одной плоскости, причем в каждый в своей половине
зондирующего светового пучка; интерференционную картину получают при наложении
дифрагированных световых пучков, смещенных в пространстве на величину бокового
сдвига между интерферирующими пучками, равного расстоянию между центрами контролируемого и эталонного элементов. Изобретение направлено на решение технической
задачи - снижение чувствительности способа к вибрациям элементов оптической схемы.
Данный технический результат направлен на расширение возможностей способа при его
использовании в различных производственных условиях.
На фиг. 1 и 2 приведены схематические изображения контуров зондирующего светового пучка, прошедшего контролируемый и эталонный элементы, поясняющие реализацию способа. На фиг. 3 приведена оптическая схема устройства для реализации
изобретения.
2
BY 15915 C1 2012.06.30
Способ реализуется следующим образом. Формируют зондирующий световой пучок,
например, с помощью лазера и телескопической системы и размещают разнесенные в
пространстве контролируемый 1 и эталонный 2 (фиг. 1) элементы по ходу распространения зондирующего светового пучка. Контролируемый 1 и эталонный 2 элементы помечены буквами К и Э соответственно. Систему координат xy выберем с центром в середине
зондирующего пучка, как показано на фиг. 1. При этом контролируемый 1 и эталонный 2
элементы располагают в одной плоскости, причем каждый в свою половину зондирующего светового пучка (над и под осью x), как это изображено на фиг. 1.
Разделяют по амплитуде и совмещают световые пучки, например, посредством интерферометра бокового сдвига. Оптически сопрягают плоскость получения интерференционной картины и элементы К и Э периодических структур. Интерференционную
картину получают при наложении дифрагированных световых пучков, смещенных в пространстве на величину бокового сдвига s вдоль оси y, равного расстоянию между центрами контролируемого и эталонного элементов (фиг. 2). В интерферометре бокового сдвига
разделяют по амплитуде зондирующий световой пучок на два взаимно когерентных пучка
(при этом зоны пучков прошедших через контролируемый и эталонный элементы, обозначим для первого и второго пучка соответственно K1, Э1 и K2, Э2) и объединяют в плоскости интерференционной картины. При выполнении условия - интерференционную
картину получают при наложении дифрагированных световых пучков, смещенных в пространстве на величину бокового сдвига, равного расстоянию между центрами контролируемого и эталонного элементов, происходит наложение изображений эталонного
элемента 3 (обозначено буквой Э1) первого пучка на изображение контролируемого элемента 4 (обозначено буквой К2), как это показано на фиг. 2. Очевидно, что интерференционная картина образуется в области наложения нижней половины первого пучка с верхней
половиной второго пучка (фиг. 2). При этом элементы изображения элементов К2, Э1 точно совмещены. В других половинах световых пучков интерференция не наблюдается.
Интерференционную картину получают при выделении пучков, дифрагированных на
элементах контролируемой и эталонной структур, например используя отверстие в диафрагме, установленной в задней фокальной плоскости на выходе интерферометра бокового сдвига.
На фиг. 3 приведена оптическая схема устройства интерферометрического контроля
элементов периодических структур пропускающего типа. Устройство для реализации заявляемого способа включает осветительную систему с источником света 5 и телескопической системой 6, 7, контролируемый 8 и эталонный 9 элементы периодических структур,
установленные на входе интерферометра 10 в одной плоскости, систему пространственной фильтрации, выполненную в виде диафрагмы 11 с отверстием и установленную в задней фокальной плоскости объектива 12, экран 13 для наблюдения интерференционной
картины, оптически сопряженный с элементами периодических структур 8, 9. Контролируемый 8 и эталонный 9 элементы разнесены в пространстве, а расстояние между их центрами, определяемое вдоль направления сдвига интерферирующих пучков, равно
величине бокового сдвига между интерферирующими пучками. Сдвиг между интерферирующими пучками реализуется в интерферометре 10.
Заявляемый способ реализуется в устройстве (фиг. 3) следующим образом. Осветительная система с помощью источника света 5 и телескопической системы 6, 7 формирует
зондирующий световой пучок, который направляется в интерферометр бокового сдвига
10. Перед входом интерферометра в зондирующий пучок устанавливают контролируемый
8 и эталонный 9 элементы периодических структур, размещая их в одной плоскости и таким образом, что расстояние между центрами элементов, определяемое вдоль направления сдвига интерферирующих пучков, равно величине бокового сдвига между
интерферирующими пучками. Данное условие согласования расстояний и сдвига обеспечивается по визуальному контролю совмещения изображений контролируемого 8 и эта3
BY 15915 C1 2012.06.30
лонного 9 элементов в плоскости экрана. Зондирующий световой пучок после прохождения периодических структур 8 и 9 представляет собой набор дифрагированных пучков,
распространяющихся под различными углами, определяемыми их пространственными
частотами структур. Для получения интерференционной картины, отображающей с различной чувствительностью различия контролируемого элемента от эталонного, в задней
фокальной плоскости объектива 11 отверстием в диафрагме 12 выделяются световые пучки, распространяющиеся в порядки одного знака и номера при дифракции на двух структурах. Чувствительность отображения различий периодичности структур реализуется по
интерференционной картине, наблюдаемой на экране 13. Известно, что интерферометры
бокового сдвига менее чувствительны к вибрациям, чем двухлучевые интерферометры с
референтной волной сравнения [3].
Совокупность существенных признаков изобретения позволяет осуществить интерференционное сравнение двух элементов периодических структур с помощью интерферометра бокового сдвига, отказавшись от двухлучевого интерферометра, что обеспечивает
получение технического результата - снижение чувствительности способа к вибрациям
элементов оптической схемы. Причем получение технического результата не вытекает явным образом из уровня техники, что обеспечивает техническому решению изобретательский уровень.
Источники информации:
1. Ляликов А.М. Визуализация макроскопических дефектов поверхности объекта с периодической структурой // Оптический журнал. - 1995. - № 1. - С. 28-31.
2. Ляликов А.М. Повышение чувствительности бесконтактного измерения профилей и
выявления макродефектов композитных периодических структур пропускающего типа //
Оптика и спектроскопия. - 2002. - Т. 92. - № 2. - С. 344-349.
3. Малакара Д. и др. Оптический производственный контроль / Под ред. Д. Малакары. - М.: Мир, 1985. - 400 с.
Фиг. 1
4
BY 15915 C1 2012.06.30
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
117 Кб
Теги
15915, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа