411294

симое От авт. свидетел 1,ствд Ъе а с,л. б 01 Ь 9,/02 С 01 Ь 11/О 724775 25 влено 15.Х 11.1971 ( С ПРИСОЕДННСНИЕМ ЗЯЯВКИ осударственнвй номитеСовета Министров СССно делам иэооретенийн отнрв 1 тии Пр ДК 531.715.1(088.8 юллетень М 2ния 17 Х.1974.1,1974,О ликова а опубликования опи Авторыизобретени н, А. Л, Кривовяз, А, Г, Кавказскийв и В, М. Бутенкоордена Трудового Красного Знамеучилище им. Н. Э. Баумана в, Т. Д, Савост В, Г, Крючк.Т. Пу М аявит н ковское ордена Ленина высшее техническо ИНЫ СЛОЕВЩЕСТВКУУМЕ ИНТЕРфЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛ ПРОЗРАЧНЫХ И НЕПРОЗРАЧНЫХ В ПРОЦЕССЕ НАНЕСЕНИЯ ИХ В Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности, для контроля толщины прозрачных и непрозрачных веществ в процессе нанесения их в вакууме.Известен интерферометр для контроля тол. шины слоев прозрачных и непрозрачных веществ в процессе нанесения их в вакууме, содержащий осветительную, эталонную, рабочую и регистрирующую ветви, каждая из которых имеет объектив, призменный блок, состоящий из двух призм Дове, соединенных гипотенузными гранями, одна из которых имеет полупрозрачное зеркальное покрытие, и контрольную пластинку, располагаемую в эталонной и рабочей ветвях,Однако настройка известного интерферометра на получение в плоскости экрана интерференционных колец или полос производится в процессе изготовления и склейки призм блока, является постопшой и не позволяет в процессе контроля обратной перенастройки, а также регулирования ширины интерференционной полосы. Кроме того, призмепный блок имеет несимметричную конструкцию и уравнивание возникающей прн этом разности хола происходит за счет изменения толщины прямоугольной призмы, которая рассчитывдстся лля монохроматичсского источника света определенной длины волны, В случае же применения источника света невысокой монохроматичности или монохроматического, но с другой длиной волны, из условия получения коптрдстной интерференционной картины, необхоли:о 5 заменять призменный блок.С целью повышения точности, надежностиконтроля, возможности регулирования ширины интерференционных полос, а также исключения перенастройки иптерферо.,1 етря при нс пользовании источников светя невысокой монохроматичности в осветительной ветви в предлагаемом интерфсрометре призме 11,1 блок установлен так, что плоскость соединения его призъ и Оптические Осп ОбъскПво 1 15 ветвей параллельны между собой и персЛ 1 кулярны рабочей плоскости контрольной пластинки. Кроъ 1 е того. П 1 терс 1 еровеГр с 1 дбскс 1 устройством лля наклоня 1)1 яменог 1 олокя относительно осн, проходящей 1 ерсз цепр 20 блока перпепликул 1 рно плоскос 1 и 01 тпсск 1 хосей объективов ве",всй, д сгс рабочая и этдлош 1 ая ветви расположс ы с 1,оОтри По о 1 посительно плоскости соединепи: призм блокд и выполнены одинаково.25 Нд чертеже показана прнИ,ипидльпдя схсмя предложенного и 11 срфс 1 домс 1 ря.Иптерферометр содсрясит исто шик 1 светл,све 1 офильтр 2, точе шую диафрагму 3, экрднирующую диафрагму 4, плос,опдраллсльную 30 плдст 1 п 11 О 5 Объектив 6 Освс Итслы 10 Вст 41129460 65 ви, призменный блок 7, состоящий из двух склеенных призм Довэ, обективы 8 эталонной и рабочей ветвей, плоскопараллельную пластинку 9, опорное кольцо 10, экранирующее устройство 11, контрольную пл ас ишку 12, объектив регистрируощсй ве".ви 13, коллек.тивную линзу 14, зеркало 15, щелевую диафрагму 16, регистрирующее устройство 17.Детали 13 - 17 образуют регистрирующую ветвь интерферометра. Детали 1 - 6 образуют осветительную ветвь интерферометра. Рабочая ветвь состсит из одной призмы Довэ блока 7, объектива 8 и небольшого участка контрольной пластинки 12, па который происходит нанесение вещества (точка Л). Эталонная ветвь абсолютно идентична рабочей и расположена симмстричпо сй, лишь участок контрольной пластинки свободен от нанесения вещества (точка Б), Это достигается благодаря действию экрана 11,Работает предлагаемьш интерферометр следующим образом.При отсутствии наносимого вещества оптические лучи в эталонной и рабочей ветвях постоянны, и в плоскости регистрирующего устройства 17 возникает интерференциопная картина в виде колец. При нанесении вещества на участок контрольной пластинки в рабочей ветви происходит изменение разности хода в ветвях иптерферометра, что вызовет изменение освещенности в центре интерференционной картины, При изменении расстояния вдоль оси между когерентными источниками, расположенными вблизи заднего фокуса объектива 13, на величину 0,5 г. (Х - длина волны света, используемого в интерферометре), освещенность в центре интерференционной картины изменится на противоположную, т. е. темное пятно будет светлым (или наоборот). Число изменений освеше в центре интерференционной картины, соответствующее толщине непрозрачного слоя, равноЛг= -- ,Х Очевидно, что минимальная толщина непрозрачного слоя, которая еще может быть измерена, равна4 пп:4 Для контроля прозрачных слоев на контрольную пластинку предварительно наносится отражающий слой, при этом необходимо учесть показатель преломления вещества слоя. Диапазон измерения толщин зависит от монохроматичности источника света и в случае применения оптического квантового генератора практически не ограничен,Одна и та же контрольная пластинка может использоваться многократно путем поворота в своей плоскости на небольшой угол перед началом работы.Призменный блок 7 изготовлен из;.,вух призм Дове, соединенных гипотепузными гра 5 Д 15 20 Щ .35 10 45 50 55 нями, одна из которых имеет полупрозрачное зеркальное покрытие. Он установлен так, что плоскость соединения призм и оптические оси объективов параллельны между собой и перпендикулярны плоскости контрольной пластинки, Кроме того, призменный блок снабжен устройством для наклона его вокруг оси, проходящей через его центр и перпендикулярной плоскости оптических осей объективов (точка 0). Это обеспечивает выведение интерференционной картины на кольца или полосы в процессе работы, а также регулирование ширины интерферепционных полос, необходимое для автоматизации процесса регистрации.Рабочая и эталонная ветви интерферометра расположены близко друг к другу, симметричны относительно плоскости соединения призм блока и имеют совершенно одинаковую конструкцию, Это позволяет применять источники света невысокой монохроматичности и с различными длинами волн без каких-либо пере- настроек прибора.Кроме того, влияние вибраций, температуры и других внешних факторов вызывает одинаковые изменения в обоих ветвях, т, е, интерферометр относится к типу нерасстраивающихся приборов,Процесс контроля сводится к регистрации числа изменений освещенности в центре интерференционной картины при настройке интерферометра на кольца или к подсчету интерференционных полос, перемещающихся относительно неподвижной диафрагмы 16, расположенной перед регистрирующим устройством при настройке его на полосы. Это дает возможность непрерывно контролировать толщину наносимых слоев с высокой точностью и в широком диапазоне,Лучи света между объективами 8 и призменным блоком 7 идут параллельно между собой. Это позволило детали 8 - 12 объедипить в отдельный узел, проверить его на оптической скамье, а затем установить в корпусе прибора. Детали 5, б, 7 и 13 также объединены в отдельный узел, который проверен на оптической скамье и установлен в корпусе прибора, Такое конструктивное выполнение двух наиболее важных узлов значительно облегчает юстировку прибора, а в случае необходимого изменения точности измерения дает возможность быстро заменить второй узел полностью. Это обеспечивает при определенном дополнительном наборе таких узлов использование данногс интерферометра для очень широких целей. Предмет изобретения 1. Интерферометр для контроля толщины слоев прозрачных и непрозрачных веществ в процессе нанесения их в вакууме, содержащий осветительную, эталонную, рабочую и регистрирующую ветви, каждая из которых имеет соъектив, призмепный блок, состоящий из двух призм Дове, соединенных гипотенузны411294 Редактор М, Макарова Техред Е, Борисова Корректор М. Аейзергиа 3 ака" 1116/5Ц 11 ИИ Под иисиоСССР Тпрахк 760гвитста С авета Мини строгений и открытийугпская иаб., д. 4,5 Изд.1156 1 Государственного к по делам изобр Москва, Ж, Рипография, пр. Сапунова,ми гранями, одна из которых имеет полупрозрачное зеркальное покрытие, и контрольную пластинку, располагаемую в эталонной и рабочей ветвях, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, призменный блок установлен так, что плоскость соединения его призм и оптические оси объективов ветвей параллельны между собой и перпендикулярны рабочей плоскости контрольной пластинки.2. Интерферометр по п. 1, отл и ч а ю щи йся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования ширины интерферецциопных полос, он снабжен устройством для наклона призменного блока относительно оси, проходящей через центр блока перпендикулярно плоскости оптических осей обьективов 5 ветвей.3. Интерферометр по п, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью исключения перенастройки интсрферометра при использовании источников света невысокой монохроматичности 10 в осветительной ветви, рабочая и эталоннаяветви расположены симметрично относительно плоскости соединения призм блока и выполнены Одинаково.