Интерференционный способ определения толщины плоскопараллельных объектов из оптически прозрачных материалов

 

Изобретение относится к измерению толщины пластинок оптическими методами. Цель изобретения - повышение производительности за счет исключения необходимости измерения величины показателя преломления. Для этого освещают объект параллельным пучком белого света нормально к его поверхности. Направляют отраженные от его поверхности лучи в спектральный прибор. Регистрируют интерференционную картину. Измеряют число полос в ней между двумя длинами волн. Помещают объект в измерительный канал интерферометра. Регистрируют интерференционную картину. Измеряют число полос между теми же длинами волн, что и в первой картине, и определяют толщину объекта с учетом числа полос в первой и второй интерференционных картинах.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1474456 А 1 (51) 4 С 01 В 11/06

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k, =2t,п, 1

1 для длины В олны

k =2t и

I A

К =2t(n -1)

1 ъ (для длины волны 9,, (и

I 1

k -k = -2t

1 I у (для длины Волны A

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4271830! 24-28 (22) 30.04.87 (46) 23 ° 04.89. Бюл. У 15 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) В.А.Москалев и Л.А.Смирнова (53) 531.715.27 (088.8) (56) Захарьевский А.М. Интерферометры, Обзорпром, !952, с. 182-187.

Нагибина И.М. Интерференция и дифракция света. — Л.: Машиностроение, 1985, с.53. (54) ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ.

ОБЪЕКТОВ ИЗ ОПТИЧЕСКИ ПРОЗРАЧНЫХ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к измерению толщины пластинок оптическими

Изобретение относится к измерительной технике и измерению толщины,, пластинок оптическими методами.

Цель изобретения - повьппение производительности за счет исключения необходимости измерения величины показателя преломления.

Для объекта, помещенного в интерферометр, порядок интерференции выражается следующей зависимостью: методами. Цель изобретения — повышение производительности за счет исключения необходимости измерения величины показателя преломления. Для этого освещают объект параллельным пучком белого света нормально к его поверхности. Направляют отраженные от его поверхности лучи в спектральный прибор. Регистрируют интерференционную картину. Измеряют число полос в ней между двумя длинами волн.

Помещаюу объект в измерительный канал интерферометра. Регистрируют интерференционную картину. Измеряют число полос между теми же длинами волн, что и в первой картине, и оп- Q ределяют толщину объекта с учетом числа полос в перой и второй интерференционных картинах.

При интерференции лучей, отраженных от поверхностай объекта, выражение для порядка интерференции принимает вид для длины волны А, Посла математических преобразований находят, что разности порядков интерференции в обеих ннтерференционных картинах при длинах .волн A и

1 соответственно равны

1474456

k-k =-2й

2. %, Вычитая одно выражение из другого получают (k -к )-(k -k )=2t(— — - — -).

I 1 1

< 9, %, (hk — Ьк) % % 2.

t ) 2 (Ъ,-Ъ ) (где 5k — число полос между двумя длинами волн Э, и 3 в первой интерференционной картине; — число полос между двумя длинами волн 3, и % z во

Выражение для определения толщины и плоскопараллельного объекта

hk — ak) W,, t

2 ($, -h )

I где gk =k -k, — число полос между двумя длинами волн ),и в, первой интерференционной картине;

gk=k -k, — число полос между двумя длинами волн

, и Ъ во второй интерференционной картине.

Таким образом, получение двух спектральных интерференционных картин и подсчет интерференционных полос в них между двумя длинами волн позволяет исключить операции по измерению показателя преломления.

Способ можно реализовать с помощью, например, интерферометра пос.ледовательного типа и спектрографа.

Способ осуществляют следующим образом.

Освещают объект параллельным пучком белого света нормально к его поверхности, направляют отраженные от

его поверхности лучи в спектральный прибор, регистрируют интерференционную картину, измеряют число IIQJIoc в ней между двумя длинами волн, помещают объект в измерительный канал интерферометра, направляют интерферирующие лучи в спектральный прибор, регистрируют интерференционную картину, измеряют число полос между теми же длинами волн, что и в первой картине и определяют толщину t объекта по формуле второй интерференционной картине.

Пример. Производят определение толщины плоскопараллельной пластины при фотографической регистрации интерференционной картины. В качестве источника белого света используют лампу КГМ6-3+15, в качестве длин волн берут две известные длины волны из спектра ртутной лампы, между которыми производят просчет полос в обеих спектроинтерференционных картинах.

Получена величина толщины плоскопараллельной пластинки t=1,544 мм.

Расчет погрешности определения толщины дает цифру +0,003 мм при определении числа интерференционных полос

20 с точностью +1. При фотоэлектрическом способе с принятой точностью определения числа полос до 0,01 полосы точность способа определения толщины плоскопараллельных объектов уве25.личивают до десятых долей микрометра. !

Использование интерференционного способа определения толщины плоскопараллельных объектов обеспечивает упрощение способа за счет исключения измерения показателя преломления контролируемых объектов и возможность определения толщин плоскопараллельных объектов с неизвестным показателем преломления.

Формула изобретения

Интерференционный способ опреде40 ления толщины плоскопараллельных объектов из оптически прозрачных материалов, заключающийся в том, что освещают объект параллельным пучком белого света, направляют лучи, отраженные от поверхностей объекта, в спектральный прибор, регистрируют интерференционную картину, измеряют число полос в ней между двумя длинами волн и определяют толщину, отличающийся

50 тем, что, с целью повышения производительности, после измерения числа полос в интерференционной картине объект устанавливают в измерительный канал интерферометра, направляют интерферирующие лучи в спектральный прибор, регистрируют интерференционную картину, измеряют число полос между теми же длинами волн, что и в

1474456 толщидвумя первой

Составитель Б.Евстратов

Корректор Н.Король

Текред Л.Олийнык

Редактор М.Бланар

Заказ 1881/37 Тираж 683 Подписное сс

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 первой картине, и определяют нч и объекта из соотношения (hk -hk) %i hi

2 (%,-ъг) где gk — число полос между длинами h и 11 в интерференционной картине;

Ak — число полос между двумя длинами волн A, и во второй интерференционной картине.