Способ измерения толщины переизлучающего слоя на поверхности световода-смесителя спектра

 

Изобретение относится к оптике световодов и может применяться в физике элементарных частиц и высоких энергий при изготовлении регистрирующих излучения приборов. Целью изобретения является повышение точности измерения способа с одновременным повышением экономичности путем использования фоторегистрации люминесцирующего слоя. Люминесцентный свет, возбужденный потоком электронов, ярко выделяется с резким контрастом по отношению к неокрашенному полимеру. Толщину слоя определяют путем последующего сканирования изображения на микрофотометре.

Изобретение относится к оптике световодов и может применяться в физике элементарных частиц и высоких энергий при изготовлении регистрирующих излучения приборов. Известны методы определения толщины пленок, нанесенных на поверхность подложки, например, с помощью эллипсометров. Параметры измеряемых пленок при этом могут быть очень разнообразны и измерены весьма точно [1]. Однако применение этих методов сопряжено с выполнением некоторых условий: "тонкая" пленка на прозрачной подложке, "толстая" пленка на непрозрачной подложке и т.д. Кроме того, измерительная аппаратура дорогостояща и труднодоступна, а результаты измерений требуют кропотливых расчетов, при упрощении которых резко падает точность определяемых параметров. Известен способ индикации "глубины проникновения" диффузанта в полимерах, заключающийся в том, что производят окраску поверхности полимера диффундирующим в нее мономером и определяют толщину слоя [2]. При этом диффузант, вызывая набухание полимера, резины и т.д., либо непосредственно флуоресцирует на срезе под действием ультрафиолетового света, либо вызывает изменение спектра флуоресценции индикатора, которым предварительно обрабатывают срез образца. Если слой имеет коэффициент преломления, отличающийся от коэффициента преломления подложки, граница диффузанта видна отчетливо и измерения размеров производят с помощью оптического микроскопа, снабженного окуляр-микрометром. Однако, если диффузант не приводит к образованию резкой границы, становится необходимым использование весьма сложной аппаратуры (например, эллипсометров), что удорожает и усложняет способ, что приводит к снижению точности измерений. Целью изобретения является повышение точности измерения способа с одновременным повышением экономичности. Указанная цель достигается тем, что в способе измерения толщины переизлучающего слоя, включающем окраску поверхности полимера, диффундирующим в нее люминофором и определение толщины слоя, на объект контроля направляют поток электронов, производят фоторегистрацию переизлучающего слоя с торца световода - смесителя спектра на фотопленку, а толщину определяют по результатам измерения перепадов плотности почернения штрихов, полученных при фотографировании. Способ осуществляется следующим образом. Производят окраску поверхности высокооднородного по светосбору световода - смесителя спектра диффундирующим в нее мономером. Затем в темноте эту поверхность облучают потоком электронов (например, источника на основе стронция-90), производя одновременно фоторегистрацию люминесцирующего слоя. Здесь был применен фотографический метод, как наиболее простой аппаратно, поскольку непосредственное применение микроскопа с окуляр-микрометром или микроинтерферометра невозможно из-за отсутствия в поле зрения резкой границы, т.к. внедряемое в поверхность полимера микроскопическое количество люминофора не вызывает заметных изменений коэффициента преломления. Однако люминесцентный свет при даже комнатном освещении виден от люминесцирующего слоя ярко с резким контрастом по отношению к неокрашенному полимеру. Поэтому на фотопленке, чувствительной к видимой части спектра, свет от люминесцирующего слоя при фотографировании четко фиксируется в виде штрихов. Для подавления паразитных засветок фотопленку с укрепленным на ней свепотом светоизолируют, а свет в образце возбуждают потоком электронов, например от радиоактивного источника. Черенковский свет активно перехватывается люминофором и не засвечивает фотопленку, если при длительных выдержках неперехваченный черенковский свет все же вызывает помехи, то между свепотом и фотопленкой помещают отрезающий светофильтр, пропускающий лишь люминесцентный свет. При работе с объективом можно в качестве светофильтра использовать оптику, непрозрачную для ультрафиолета. Последующее сканирование изображения на микрофотометре позволяет определить глубину диффузии люминофора. По сравнению с известными способами заявляемый имеет преимущество в стоимости аппаратуры, удешевляет ее в 3-5 раз, и в возможности измерения глубины слоя, не дающего резкой границы изображения в некоторых приборах (например, эллипсометры, микроинтерферометры). Заявляемый способ является более точным по сравнению с известными методами измерения аналогичных световодов-смесителей спектра.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПЕРЕИЗЛУЧАЮЩЕГО СЛОЯ НА ПОВЕРХНОСТИ СВЕТОВОДА-СМЕСИТЕЛЯ СПЕКТРА, заключающийся в том, что производят окраску поверхности полимера диффундирующим в нее мономером и определяют толщину слоя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и удешевления способа, на объект контроля направляют поток электронов, производят фоторегистрацию переизлучающего слоя с торца световода-смесителя спектра, а толщину определяют по результатам измерения перепадов почернения штрихов, полученных при фоторегистрации.