Бесконтактный интерферометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАЙКЕ

ИЗОБРЕТЕННАЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ н11765648

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 301277 (21) 2562168/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230980, Бюллетень М935

Р1)М. К„.

С 01 В 9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531,715,1 (088, 8) Дата опубликования описания 23Q 980 (72) Авторы изобретения

В.В,Маслов, Н.П.Новиков и А.А.Кеткович (71) Заявитель (54) EECKOHTAKTHblA ИНТЕРФЕРОМЕТР

1 Я а.vc ым,—

tl L

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности, для измерения плоск ос тиос ти и клинов идности.

Известен контактный интерферометр, содержащий источник излучения, прямоугольную призму и отсчетное устройство. Контролируемая деталь шлифо- 10 ванной поверхностью располагается непосредственно на гипотез ной грани прямоугольной призмы (1) .

Наиболее близким устройством к предлагаемому по своей технической сущности и достигаемому результату является бесконтактный интерферометр, содержащий последовательно расположенные источник излучения, коллимационный объектив, усеченную призму, отражающее зеркало и отсчетное устройство — зрительную трубу (2) .

Известный интерферометр предназна чен для контроля плоскостности поверхностей деталей после механической обработки °

Недостатком известных интерферометров является то, что с их помощью невозможно производить контроль плоскостности тонких прозрачных линейных тел, так как при этом в поле зрения одновременно хорошо различимы две интерференционные картины от противоположных поверхностей контролируемой детали и практически трудно определить какой поверхности принадлежитта или другая интерференционная картина, Целью изобретения является обеспечение возможности контроля плоскостности тонких прозрачных линейных,цеталей, Это достигается тем, что призма выполнена так, что углы между боковыми и светоделительной гранями призмы удовлетворяют условию где n — показатель преломления мате" риала призмы.

Кроме того, с целью повышения производительности контроля, интерферометр снабжен микрообъективом, матовой стеклянной плас тинкой, выполненной с возможностью вращения относительно оптической оси интерферометра, щелью, полупрозрачным и плоским зеркалами, послэдовательно расположенными между

765648 источником излучения и коллимационным объективом, а также объективом и сфе риче ск им з еркалом, рас положенными последовательно на оси, перпендикулярной к плоскости усеченной вершины призмы. С целью расширения спектрального диапазона при контроле в качестве отсчетного устройства использу-. ют видикон, На чертеже изображена оптическая схема предлагаемого интерферометра.

Интерферометр содержит последовательно расположенные источник 1 излучения, микрообъектив 2, вращающуюся матовую стеклянную плас тинку

3, щель 4, полупроз рачное зерк ало 5, сферическое зеркало 6, плоское зер- 15 кало 7, колимационный объектив 8 и усеченную призму 9, объектив 10, последовательно расположенные зеркало

11, ма товый эк ран 12, объек тив 13, отсчетное ус тройство 1 4 — видик он, 2п телевизионный экран 15. Сферическое зеркало 6 и объектив 10 расположены последовательно на оси, перпендикулярной к плоскости усеченной вершины призмы 9. 25

Интерферометр работает следующим образом.

Для настройки интерферометра на контроль плоскостности перемещают зеркала 5 и 11 в положение 1, а из"

:лучение от источника 1 фокусируется микрообъективом 2 в плоскости матовой стеклянной пластинки 3, вращающейся со скоростью 3000 об/мин и служащей для улучшения пространственной однороднос ти св етов ого поля. Далее излучение проходит щель 4, отражается зеркалом 7, коллимируется объективом 8, падает перпендикулярно на боковую грань усеченной призмы 9 и проходит до светоделительной (гипо- 4Q тенузной) грани. При этом часть излученйя попадает на поверхность детали 16, отражается от нее и возвращается в призму, интерферируя с . плоской опорной волной, сформирован- 45 ной лучами, отраженными от светоделительной грани призмы. Светоделительная грань является одновременно плоскостью сравнения. Далее излучение, несущее информацию о качестве поверхности, отражается зеркалом 11 и направляется для преобразования в отсчетном устройстве 14 (видиконе) .

При перемещении зеркал 5 и 11 в положение If измеряют клиновидность детали 16 без изменения ее положения 55 относительно элеметнов интерферометра. Излучение источника 1 отражается от полупрозрачного зеркала 5, коллимируется объективом 10, последовательно отражается от двух параллельных плоскостей призмы 9 и от противоположных поверхностей контролируемой детали 16, проходит объектив 10 и полупрозрачное зеркало 5 в обратном ходе и" направляется сферическим зеркалом 6 также для преобразования в видиконе.

Далее излучение, несущее информацию о поверхности, попадает на матовый экран 12, затем фокусируется объективом 13 в плоскости сигнальной пластины отсчетного устройства 14 (видикона) и рассматривается на телевизионном экране 15.

О плоскостности контролируемой поверхности судят по виду интерференционных полос на телевизионном экране

15 и по числу интерференционных полос на единице длины в выбранном масштабе.

При наличии клиновидности на экране 15 наблюдается три световых штриха. Один центральный яркий штрих получается от совмещения двух бликов, отраженных от параллельных между собой поверхностей призмы 9. Перед началсв измерений этот штрих совмещается с центральным бисектором на экране 15. Клиновидность измеряют по шкале на телевизионном экране, проградуированной в угловой мере, Для получения бла гопри я тн о го цв етового контраста, рассматриваемых на телевизионном экране штрихов, применяют масочные светофильтры (не показаны) .

Применение равнобедренной усеченной призмы с углами между боковыми гранями и светоделительной гранью, удовлетворяющими условию are sin — <

Ji ll

<ф(—, где п — показатель преломления материала призмы, позволяет наблюдать интерференционную картину только от плоскости, обращенной к светоделительной грани призмы при контроле плоскостности тонких прозрачных линейных тел, а также позволяет производить однов ременный контроль плоскос тнос ти и клиновиднос ти тонких прозрачных линейных тел.

При снабжении прибора дополнительными элементами (объек тивом, полупрозрачным зеркалом, сферическим зеркалом и щелью) достигается сокращение числа перестановок и настроек в процессе контроля, Преобразование излучения на выхо« е в видимый спектр всегда обеспечивает оптимальный контраст наблюдаемой интерференционной картины, независимо QT условий внешней освещенности, Изобретение может найти широкое применение в электронной промышленности при изготовлении полупроводниковых, кварцевых и стеклянных пластин, используемых в качестве подложек, фотошаблонов и других элеметнов.

Формула изобретения

1. Бесконтактный интерферометр, содержащий последовательно располо 765648

Составитель Л.Лобзова

Редактор Е,Полионова Техред Э, Коррек тор Ю. Макаренко

Заказ 6492/38 Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãcðîä,,óë„Ïðîåêòíàÿ, 4 женные источник излучения, коллимационный объектив, усеченную призму и отсчетное устройство, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью возгложности контроля плоскостности тонких проз рачных линейных деталей, призма 5 выполнена так, что углы между боковыми и светоделительной гранями призмы удовлетворяют условию ! где n — показатель преломления материала призми, 2, Интерферометр IIQ п.1, о т л ича,ющийс я тем, что, с целью повышения производительности контроля, он снабжен микрообъективом, матовой стеклянной пластинкой, выйолненной с возможностью вращения относительно оптической оси интерферометра, щелью, полупрозрачным и плоским зеркалами, последовательно расположенными между источником излучения и коллимационным объективом, а также объективом и сферическим зеркалсм, расположенными последовательно на оси, перпендикулярной к плоскости усеченной вераины призмы.

3, Интерферометр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона при контроле, в качестве отсчетного устройства используют видикон, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проблемы голографии. Межвузов.ский сборник научных трудов, вып.у1, М., 1975, с. 78-85, 2. Патент Японии 9 29915, кл.

106 F 64р сер. У1, 1968 (прототнп) °