Способ определения размеров микрочастиц

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 1402 СПУБЛИН 19) 01 М 15/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ЛЬСТ(71) Институт полупроводников АН УССР (72) В. А. Стерлигов, Ю, В, Суббота и Ю. М, Ширшов(56) Овод В. И., Шлюко В. Я. Корректировка характеристиК лазерных анализаторов микрочастиц с учетом неравномерности распределения плотности по,тока излучения. Оптико-механическая промышленность, 1985, У 5, с. 8-10.Бцйа К, Веч, Яс. 1 пз 1 г. 51 (1980), У 8. р, 1049-1058. использован д микрочастиц, на или жидкой сред ванной поверхно способа путем и тельных измерен а такж ол ности определения размеров путем устранения зависимости от положения микрочастицы относительно оси освещающего лазерного пучка, Микрочастицы освещают совмещенными пучками двух лазеров, генерирующими излучение на двух различных длинах волн, Регистрацию рассеянного микрочастицами света ведут раздельно на двух длинах волн, соответствующих излучениям первого и второго лазеров, а размерыкрочастиц определяют по соотношею обеих интенсивностей рассеянногоета, 1 ил.(57) Изобно-измери МЕРОВ МИКОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ контрольение отноьной техни и может бь М К АВТОРСКОМУ С определения размеровдящихся в газовой ти. Цель - упрощенипользования относий и повышение точ 1402853Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано для определения размеров микрочастиц, находящихся в газовой или жидкой среде, а также наполированной поверхности (в частностиизобретение может найти применениедля анализа распределения размеровмикрочастиц пыли, взвешенной в воэдухе, для контроля загрязнений технологических жидкостей, например деиониэованной воды, в полупроводниковом производстве, для контроля по,верхности. Загрязнений полированных 15поверхностей оптических зеркал и по,лупроводниковых пластин),Цель изобретения в . повышение точности определения размеров микроча:стиц путем устранения зависимостиот положения микрочастицы относительно оси освещающего лазерного пучка,На чертеже изображена блок-схемаустройства для осуществления предла 25гаемого способа.Устройство содержит первый 1 ивторой 2 лазеры, дихроичное зеркало3, блок 4 фокусировки, блок 5 сканирования, объектив 6, полированнуюпластину 7, на поверхности которой30находятся микрочастицы, интегрирующуюсферу 8, первый 9 и второй 10 светофильтры, первый 11 и второй 12 фотоумножители и блок 13 обработки сигналов. 35Способ осуществляют следующим образом,Свет от лазеров 1 и 2 с длинамиволн )1 ипадает на дихроичноезеркало 3, которое совмещает оба пучка. Затем совмещенный пучок проходитчерез блок 4 фокусировки, блок 5 ска.нирования, объектив 6 и попадает наповерхность оптически полированнойпластины 7 с микрочастицами, 45Рассеянный микрочастицами светсобирают с помощью интегрирующей сферы 8, направляют на светофильтры 9 и10, которые разделяют рассеянное изЛ 1лучение 1 и 1 р по длинам волни , и регистрируют его соответствующими фотоумножителями 11 и 12 длякаждой длины волны отдельно, Сигналыс выходов фотоумножителей поступаютна блок 13 обработки сигналов, гдеопределяется соотношение 1 интенсивЛ,ностей 1и 1 р рассеянного света, например 1/1 и определяются разЛф ЛР 1 7меры микрочастиц с использованиемпредварительных расчетов или калибровочной кривой,В основу способа положена функциональная зависимость интенсивности,рассеянного света от размера микрочастицы: 1 Рас 1 Е(Л)где 1 - интенсивность подающегосвета;г - радиус частицы;- длина волныПри работе лазера на основной моде интенсивность излучения в любом поперечном сечении пучка описывается гауссовой функцией х/Мо(2) где 1 - интенсивность в центрепучка;х - расстояние от оси пучка;Ф - параметр пространственногораспределения интенсивности.В случае попадания частицы не в центр пучка, где интенсивность света максимальна, а на край, где она намного меньше, фотоприемник зарегист- рирует более слабую интенсивность рассеянного света, что приведет к кажущемуся занижению размеров микрочастицы, а следовательно, к ухудшению точности измерений, т,еимеет место зависимость измерений от координаты Х. Одновременное освещение микрочастиц вторым лазерным пучком с отличной от первой длиной волны, формирование обеих пучков с одинаковым распределением интенсивности по их поперечному сечению, совмещение этих пучков и раздельная регистрация рассеянного света для каждой длины волны позволяет определить размеры микрочастиц по соотношению интенсивностей рассеянного света, зарегистрированных на вышеуказанных длинах волн, и следовательно, получать более точные результаты измерения. Как видно из нижеприведенных формул, соотношение 11 интенсивностей рассеянного света на двух длинах волн Л, и Л представляет собой функцию только размера частиц и при ее( в ) - интенсивность в цен линах волни соотгде 1 иЛоре пучковветственн ос льку интендля об енио ким образом, способ (в от ают достовер спольз чие от пр едлаг азвестных) таты без емынпол е рез микрочасуч оложениотн тельно центра попзерного пучка, чтповышает точностьров микрочастиц. чног чения лаередь свою определения раз Составитель Р. ИвановТехред Л,Сердюкова . Корректор О.Кравцова едактор А, Ре аказ 2847/ О Тираж 847 Подл ВНИИПИ Государственного. коми по делам изобретений и от 13035, Москва, Ж, Раушскаяное тета СССрытийнаб д. ственно-полиграфическое предприятие ород, ул. Проектна рои з14028 оценке отпадает необходимость нахождения положения (координаты х) этой частицы относительно оси пучка:дл, Ч, 1 г" Х. е Г, л,) пространственное распресивности по сечению.одиеих лазерных пучков, то зависимость (3) име 15 Формула изобретения Способ определения размеров микро- частиц, включающий освещение микро- частиц первым монохроматичным лазерным пучком, относительное перемещение микрочастнц и освещающего лазерного пучка, регистрацию рассеянного микро- частицами света, анализ параметров рассеянного света, о т л н ч а ю -щ и и с я тем, что, с целью повыше ния точности определения размеров путем устранения зависимости от положения микрочастицы относительно оси освещающего лазерного пучка, микрочастицы дополнительно одновременно освещают вторым монохроматичным лазернымпучком с длиной волны, отличной отдлины волны первого монохроматичноголазерного пучка, причем оба пучкаформируют с одинаковым распределением интенсивности по их сечению и направляют их соосно, регистрацию рассеянного света осуществляют раздельно на каждой длине волны, а размерымикрочастиц определяют по соотношению интенсивностей рассеянного света