Способ измерения шероховатости поверхностей прозрачных плоскопараллельных пластин

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения шероховатости поверхностей. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых высот в сторону меньших значений. Направляют на поверхность полупрозрачной пластины монохроматический пучок высококогерентного излучения, формируют волну с плоским фронтом, принимают пространственночастотный спектр излучения, отраженного от исследуемой пластины, изменяют угол падения излучения на пластину до появления максимального значения интенсивности I макс отраженного пучка, измеряют значение I макс и угол φ макс падения, изменяют угол падения излучения на пластину до появления минимального значения интенсивности I мин отраженного пучка, измеряют значение I мин и угол падения φ мин, переворачивают пластину так, чтобы пучок излучения падал на противоположную поверхность пластины, измеряют значения I макс, φ макс, I мин, I мин аналогично предыдущим измерениям, рассчитывают среднеквадратичные отклонения профиля от базовой линии R Q1 и R Q2 поверхностей пластины из соотношений, приведенных в описании изобретения. 1 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1И (11) А1 (51)5 G 01 В 11 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4430626/25-28 (22) 23.05.88 (46) 15.08.90. Бюл. Р 30 (71) Черновицкий государственный университет (72) О.В.Ангельский и П.П.Иаксимяк (53) 531 ° 715.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 872959, кп. G 01 В 11/30, 1981 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕРОХОВАТОСТИ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРОЗРАЧНЫХ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПЛАСТИН, (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения шероховатости поверхностей. Цепь изобретения - повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых высот в сторону меньших значений. Направляют на поверхность полупрозрачной пластины монохроматический пучок высококогерентного излу2 чения, формируют волну с плоским фронтом, принимают пространственночастотный спектр излучения, отраженного от исследуемой пластины, изменяют угол падения излучения на пластину до появления максимального значения интенсивности I „ отраженного пучка, измеряют значение

/11 макс и угол (" », падения, изменяют угол падения излучения на пластину до появления минимального значения интенсивности I „ отраженного пучка,,(1) измеряют значение Т " . и угол паЛ1НН дения ((1ÄÄ, переворачивают пластину так, чтобы пучок излучения падал на противоположную поверхность пластины, измеряют значения I

I „,, I „„ аналогично предыдущим измерениям, рассчитывают среднеквадратичные отклонения профиля от базовой линии R u R поверхностей

Ч1 ч1 пластины нз соотношений, приведенных в описании изобретения. 1 ил.

1585673 параллельной пластины 7, интерфери руют. Весь поток отраженного излучения объективом 5 собирается в плоскости полевой диафрагмы 6,причем изображаетсй, сечение фраунгоферовой зоны пЬля отраженного излучения.

На исследуемую пластину 7 направляют плоскопараллельный пучок высококогерентного излучения. Собирают весь пространственно-частотный спектр излучения, отраженного от пластины 7.

Изменяют угол падения излучения на пластину 7 до появления максимального значения интенсивности (r> отраженного Ьучка . Измеряют з начение I () и угол падения ((1> макс маке

Изменяют угол падения излучения на пластину 7 до появления минимально-го значения интенсивности I „ от(1t мин раженного пучка. Измеряют значение

I, и угол падения (р() . Перемин мии ворачивают пластину 7 так, чтобы пучок излучения падал на противоположную поверхность пластины 7. Измеряют значения Т „, g „, I (»() аналогично предыдущим:измемин рениям. Расчитывают среднеквадратичные отклонения профиля от базовой линии R а и R поверхностей

У1 ."> Й пластины из соотношений:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптическом приборостроении, машиностроении и других отраслях нау- 5 ки и техники для измерения шероховатости поверхности.

Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение диапа. зона измеряемых высот в сторону мень- 10 ших значений.

На чертеже изображена принципиаль-, ная схема устройства, реализующего описываемь>й способ.

Устройство содержит одномодовый 15 лазер 1, телескопическую систему 2, гениометр 3, объектив 4, диафрагму и фотоэлектронный блок 6 регистрации.

Размер диафрагмы 5 выбирается меньшим неоднородного участка интерференционной картины, осуществляется описываемый способ с помощью устройства следующим образом.

Плоскопараллельную пластину 7 устанавливают на столике гониометра 3. 25

Излучение от одномодового лазера попадает на вход телескопической системы 2, состоящей из микрообъек1ива и микронной диафрагмы между ними.

Система 2 формирует волну с плоским

30 фронтом. Пучки, отраженные от плоско(i> (;) (i} (i> (» (i >

Амин бе мин+ Ваин аиин+ (Амин В мин ) (> I 1 н((и (i>

Тмин (Т el маке I где причем (t

Б П (показатель преломsin 11 (> ления; (1)

А

В (>

I о (2k R соs(>1) ) (fI 1 (> а;= 2

1 (>> ( р = — (2kn R > cos (Il ) + (Н (f> и в> 2 е, з

50 — длина волны используемого излучения.

Формула и э о б р е т е н н я г (i>

2 и cos 4 > (= =====ò —.-)

cos. Q(. + и соз Lp

>, ) (il (>) СОБ(>1; . ф Л

4 n cos 11 " ,) Способ измерения шероховатости поверхностей прозрачных плоскопараллель1, 2 и соответствует первоначальному положению пластины и перевернутому на 180

Т с т> (Т () >..(!> 1(1> (j =навис мин1, 40

О 1 ) j, >, интенс вйость падающего пучка; — коэффициенты отражения и про45 пускания Френеля соответственно:

n cosg — cosV и (i) (i> (====== ========6 ° и соз (> + Cos 9 ("

J )

СОБ Н вЂ” П СОБ (>1 ) (it (f) (» А >..

cos (>f" + n cos ю(>г

J 1 ) (1) п

j j

4 $k (n-1) R q. cos g ) (1=1, 2; 1>f:i);

21> — — — волновое число

il

У (i)

I м»>( (>в м«кс

f i) (i)

2 (() (>1 (fl (i l 2

Аи ° 6„„+ B„ bs + (j!A„„„>В „> + А

p (j gjjl + В(Г д jj>< +(<() + j>> + макс а, макс макс,макс макс макс

И)t 0) t к В м((н (a »2((+ i), м >(» ) — ((П-2 — y g i 1) t макс a,макс 8,>какс

„(> ) и cos(f> ".1 (2 cos gg) cos ()> 7i> и соз с(» (> + cos (>» "

J J 1 где i = 1, 2 и соответствует первона- 20 чальному положению пластины перевернутому на 180 (il (il (1) COS(f» 2»сов P ) иа — « — — «» — (Л.

J2 n cos 9 ") cos(>)(." + n cos (>

sin((f причем n —.— — показатель npesin ц>(>), Ч j ломления;

А = I

Й

j. o

В (i)= z 7 (1.) У(>)1л((),,, 1 >> 1, 6 .= — (2k Н 1 )

Щ () 2

> (() 1 (i) 2

6,= —, (2kn R> cosy. ) + в; 2 е (n-1) R<, co« ), 3S j

2)( к = — — волновое число.

»

Д вЂ”.длина волны используемого излучения.

Составитель Л.Лобзова

Техред JI Сердюкова, КоРРектор О.KPaBqoBa

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 2321 Тираж 492 Подписное

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,301

5 15856 ных пластин, заключающийся в том, что направляют на поверхности пластины монохроматический пучок излучения„ измеряют интенсивность отраженного от каждои поверхности пластины излу5 чения и определяют высоту шероховатости поверхностей, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измеряемых высот в сторону маньших значений, используют высококогерентное излучение, формируют волну с плоским фронтом, принимают про(j = макс, мин);

I — интенсивность падающего пучо ка;.

30 >(. ) и

> )1 — коэффициенты отражения и пропускания Френеля соответственно: (!) ()1 (" " (- - " ("92

n cos g(() + cos ()>(1, 1 (i) (i) ()) (cos+ J — и соэ+1)2

712 cos ((>и>+ n cos tp 11

J J

73 6 странственно-частотный спектр излучения, отраженного от каждой поверхно > ти пластины, изменяют угол падения излучения на поверхности пластины до появления максимальных значений

I макс H L макс интенсивностей оТ раженного пучка и минимальных значений ? „„ и Т „„ интенсивностей (>) (ф) отраженного пучка, измеряют эти значения и углы падения ц ") (2) м«кс и Ч „„акс » Чмд„» а определение вйсот К,2 и R шероховатости по> Ъ2 верхности производят из соотношений