Способ измерения резонансных частот и амплитуды вынужденных колебаний тонких пленок
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
252390
Союь Соеотскиь
Ссциалистичесниь
Респувлии
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл. 21ат, 32 35
Заявлено 31.1.1967 (¹ 1130169/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 22.1Х.1969. Бюллетень № 29
Дата опубликования описания 17.II.1970
МПК Н 04п
УДК 621.385.832.5 (088.8) Комитет оо аелам иаооретений и открытий ори Совете Министров
СССР
Автор изобретения
А. Ф. Векслер
Заявитель
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЗОНАНСНЫХ ЧАСТОТ И АМПЛИТУДЫ
ВЫНУЖДЕННЬ|Х КОЛЕБАНИЙ ТОНКИХ ПЛЕНОК
Известен ряд способов измерения резонансных свойств тонких пленок, закрепленных на неподвижной рамке.
Так, металлические пленки возбуждают электростатическими силами с индикацией посредством измерения меняющейся величины ем кости пленки относительно неподвижного электрода. Для измерения резонансных свойств диэлектрических (например, стеклянных) тонких пленок извеспны косвенные методы, связанные с появлением в пленке нарушения или разрушения их. Это относится, например, к способу, в котором основную частоту собственных колебаний вычисляют, зная силу натяжения и поверхностную плотность материала пленки. Кроме того, косвенные способы оценки резонансных свойств недостаточно точны.
По предлагаемому способу колебания пленки возбуждают звуковой волной, а свойства пленки оценивают по частоте и амплитуде колебаний светового луча, отраженного от колеблющейся пле.нкп.
Этот способ обеспечивает возможность измерения с повышенной точностью параметров диэлектрических пленок без их разрушения.
На поверхность исследуемой пленки воздействует плоская звуковая волна малой постоянной амплитуды в заданном диапазоне частот или при отдельных контрольных частотах, приводящая и малым колебаниям пленки. Вследствие незначительной интенсивности звукового поля (удельное давление до
5 дан см- ) изменении механических свойств пленок не прои-. oäèò. Индикация амплитуды м алых колебаний диэлектрических пленок (прогиб не более 1 — 2 лкл ) осуществляется оптическим способом по величине отклонения луча, отраженного от поверхности колеблю10 щейся пленки.
Один из возможных вариантов устройства для осуществления предложенного способа непосредственной оценки резонансных свойств тонких стеклянных пленок может быть выпол15 нен по схеме, показанной на чертеже.
Устройство состоит из возбудителя колебаний исследуемой пленки 2 в диапазоне частот, оптического приемника 8, который регистрирует пропорциональные амплитуде коле20 банни пленки изменения светового потока, отраженно"0 ее поверхностью, и измерительного блока 4.
Для обеспечения измерений пленки с малымп прогибами оптический приемник должен
25 обладать высокой чувствительностью, что достигается прп его построении по автоколлимационной схеме.
Свет от лампы б через конденсор б равномерно освещает левую половину растра 7, 30 расположенного в фокальной плоскости объектива 8.
252390
Предмет изобретения
I
I
1 !
Составитель Я. Б. Герчиков
Редактор С. И. Хейфиц Текред 3. H. Тараненкс
Корректоры: В. Петрова и А. Николаева
Заказ 202/13 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва K-35, Раушская наб., д 4, 5
Типография, пр. Сапунова, 2
Отразившись от поверхности исследуемой пленки, световой поток с помощь.о 067 ектива
8 .создает автоколлпмациопное изображение левой половины растра, совпадающее с правой его частью. Схема настроена так, что при неподвижной пленке светлые штрихи изобран жения совпадаЬ1" е т e ными»ггpихaми растра.
Плоская звуковая волна, создаваемая возбудителем, питающимся от генерагора 9 низкой частоты, вызывает малые колебания стеклянной пленки, причем амплитуда колебаний пленки увеличивается с приближением частоты возбуждающего сигнала к частоте собственных колебаний пленки. Прогиб пленки приводит к периодическому смещению изображения штрихов левой части растра 7 относительно штрихов правой его части. Благодаря этому световой поток проникает через правую половину растра и, отразившись от зеркальной призмы 10, направляется на фотокатод фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 11. На нагрузочном сопротивлении ФЭУ появляется переменное напряжение, величина которого пропорциональна амплитуде колебаний исследуемой пленки и позволяет судить о близости частоты возбуждающего поля к частоте собственных колебаний пленки. При максимальном отклонении стрелки вольтметра 12 фик1
1
1
1
1
17
L сируется совпадение этих частот, значение резоцапспой частоты отмечается по шкале генератора 9. Лмплитуду колебаний пленки на частотах ниже резонансной можно оценивать по показаниям вольтметра, отнесенным к резонансной амплитуде колебаний.
Применение в качестве источника колебаHHH аку с гич еского B036) дителя 73еТ B03 Mo?I(ность оценивать резонансные свойства пленок в широком диапазоне частот (200 — 40 кгц, где при испо льзованип специально разработанных электростатических или электродинамических возбудителей обеспечивается постоянство амплитуды звуковой волны.
Способ измерения резонансных частот и
20 амплитуды вынужденных колебаний тонких пленок, закрепленных на неподвижной рамке, отличтоциася тем, что, с целью обеспечения возможности измерения параметров диэлектрических пленок без разрушения пленок и
25 повышения точности измерений, колебания пленки возбуждают звуковой волной, а свойства пленки оценивают по частоте и амплитуде колебаний светового луча, отраженного от колеблющейся пленки.
