Устройство измерения линейных размеров образца

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 19) Б О (и) д 14 с 01 в 21( ю ;. с: т даю, /Я я к измер бретения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 30,04.88. Бюл. У 16 (71) Каунасский политехнический институт им, Антанаса Снечкуса (72) А.В. Рагаускас, Л.И. Пранявичус, Б.В, Ясюленис и Л.П. Аугулис (53) 531.7(088.8)(56) Батавин В.В Концевой 1 О.А. и др, Измерение параметров полупроводниковых материалов и структур, М 985, с, 98-108.(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ОБРАЗЦА(57) Изобретение относитси тельной технике, Цель изо расщирение функциональных возможностей путем обеспечения измерения скорости эрозии поверхности твердоготела. Инфракрасный поток излученияпадает на переднюю и заднюю поверхности образца 6, Отраженные от поверхностей лучи дают интерференционную картину, которая с помощью фотоэлектрического преобразователя 8 преобразуется в электрический сигнал,Информация о любой точке поверхностиформируется на дисплее фотоэлектрического поеобразователя 8. Скоростьэрозии поверхности твердого тела определяется в блоке 4 вычислений,2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости эрозии твердого тела, контактирующего с химически активной или инертной газовой средой в нейтральном или ионизированном состоянии.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройст", ва путем обеспечения измерения скорости эрозии поверхности твердого тела в процессе воздействия на него корпускулярными потоками.На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая алгоритм обработки информационного сигнала.Устройство содержит источник 1 инфракрасного излучения, последовательно расположенные по ходу излучения коллиматор 2 и светоделительную призму 3, предназначенную для раз" деления инфракрасного излучения Ма взаимно перпендикулярные первый и второй пучки. Светоделительная призма 3 герметично встрОена в переднюю стенку вакуумной камеры 4, в которой размещен по ходу второго пучка держатель 5 образца 6. В вакуумной камере 4 размещен корпускулярный источник 7, предназначенный для формирования корпускулярного. потока, воздействующего на образец 6. По ходу пер" вого пучка размещен растровый фотоэлектрический преобразователь 8, чувствительный к длине волны инфракрасного излучения, Устройство также содержит двухмерный выходной прибор 9 и электронную схему обработки сигнала, включающую программируемый счетчик .10, последовательно соединенные линию 11 задержки, схему И 12, электронный ключ 13 и блок 14 вычислений, Сигнальный выход и выходы кадровой и строчной разверток фотоэлектрического преобразователя 8 соединены со входами двухмерного выходного прибора 9.Выход строчных синхроимпульсов фотоэлектрического преобразователя 8 подключен ко входам прорраммируамо" го счетчика 10 и линии 11 задержки. Выход кадровых синхроимпульсов фотоэлектрического преобразователя 8 подключен ко второму входу программи руемого счетчика 10. Первый и второй входы схемы И 12 подключены к выхо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Для выбора оператором координат х,и. у, характерной 1,)-й точки по наблюдаемой динамической интерференционной картине Б 8(х,у,1 ) служитдвухмерный выходной прибор 9 (фиг.2). дам программируемого счетчика 10 и линии 11 задержки. Второй вход электронного ключа 13 подключен к сигнальному выходу фотоэлектрического преобразователя 8Устройство работает следующим образом.Инфракрасное монохроматическое излучение от источника 1 поступает на коллиматор 2, Расширенный пучок параллельных инфракрасных лучей с коллиматора 2 поступает на светоделительную призму 3. Часть лучей падает на образец 6, закрепленный в держателе 5 образца. Падающий на образец 6 пучок параллельных инфракрасных лучей частично отражается от передней стенки образца, а другая часть - от задней его стенки. Отраженные от передней и задней стенок образца 6 лучи интерферируют и интерферсиционная картина несет информацию о состоянии поверхностей передней и задней стенок образца 6. Поверхность передней стенки образцов является опорным зеркалом интерферометра. Интерференционная картина меняется (смещается либо искривляется) с перемещением задней стенки образца 6. Перемещение поверхности задней стенки образца 6 будет происходить из-за эффекта эрозии этой поверхностн под воздействием корпускулярного потока, поступающего от корпускулярного источника 7. Светоделительная призма 3 проецирует интерференционную картину на растровый Фотоэлектрический преобразователь 8, в котором оптическое изображение, несущее информацию о поверхности образца Ь, преобразуется в электрический сигнал, С изменением интерференционной картины (т.е. по скорости перемещения ее полос) определяется скорость эрозии образца. Если образец подвергается эрозии неравномерно по поверхности, то интерференционные линии на выходном дисплее фотоэлектрического преобразователя 8 искривляются.По искривлению интерференционных полос контролируютея места неравномерности эрозии образца 6 и рельеф его поверхности, подвергаемый эрозии.1392366 510 30 40 50 излучения. Скорость Ч; (С) эрозии автоматичес 1ки измеряется устройством в характерной точке с координатами х и у после программирования счетчика 1 О илинии 11 задержки. Программированиесводится к тому, что в регистр памяти ощетчика 10 вводится цифра, пропорциональная номерустроки растра с координатой х , а задержка линии 11 устанавливается по условиюГ =у (Ч где Ч - скорость развертНф Гки строки. При этом на выходе логической схемы И 12 периодически выдаются импульсы с периодом повторения,равным периоду кадров растровой развертки фотоэлектрического преобразователя 8. Эти импульсы появляютсяв моменты времени С, когда развертка -й строки растра достигает точкус горизонтальной координатой у(фиг. 2). При этом на выходе электронного ключа 13 формируется импульсы напряжения, амплитуда которогоравна Б(х;,у ,С). Таким образом,временная зависимость интерференционной картины в характерной Ц-й точкес координатами х и у преобразуетсяв последовательность ймпульсов с периодом, равным периоду кадровой развертки, и амплитудой, равной моментным значениям 11" (х;,у;,С), где4=А +Асоз -Ч(ху, )ЙС,огде А - формовая амплитуда, источниаком которой являются как собственныйшум фотоэлектрического преобразователя 8, так и излучение образца 6 наволне % (практически А, (0,010,06)А). В блоке 14 вычислений вычисляется величина толщины образца и скорость ее измерения, т.е. скорость эрозии: Й (с): - агссов- ф -- ,4 т))где й (С) - временная зависимость толщины образца 6 в точке с координатами х; и уч . (С)= - -- ( ),3 Г а П .(С)-А,Ч аС4 А Формула изобретения Устройство измерения линейных размеров образца, содержащее источник инфракрасного излучения, предназначенный для формирования излучения, прозрачного для образца, оптически связанные с ним коллиматор и светоделительную призму для распределения потока излучения на взаимно перпендикулярные первый и второй пучки,вакуумную камеру, расположенные в ней.держатель образца и корпускулярный источник, растровый фотоэлектричес 15 кий преобразователь, расположенный,по ходу первого пучка излучения, двухмерный выходной прибор и блок вычислений, сигнальный выход и выходы кадровой и строчной разверток растрового фотоэлектрического преобразователя соединены с соответствующими входами двухмерного выходногоприбора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения дополнительно с измерениемтолщины образца динамического измерения скорости его эрозии, оно снабжено программируемым счетчиком, управляемой линией задержки, логическим элементом И, электронным ключом, входы программируемого счетчика и управляемой линии задержки соединены с выходом строчных синхроимпульсоврастрового фотоэлектрического преобразователя, выход кадровых синхроимпульсов которого соединен с входомсброса программируемого счетчика,входы логического элемента И соединены с выходами проъраммируемогосчетчика и управляемой линии задержки соответственно, вход управленияэлектронного ключа соединен с выходом логического элемента И, другой 45 его вход ". с сигнальным выходом растрового фотоэлектрического преобразователя, выход электронного ключа соединен с входом блока вычислений,светоделительная призма герметичновстроена в вакуумную камеру, держатель образца установлен между, Корпускулярным источником и светоделительной призмой по ходу второго пучка392366 оставитель О. Несовахред М,Дидык Корректор В яга дактор А,Реви одственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Просг;. ро,Прои Заказ 1881/43 Тира ВНИИПИ Госу по делам 113035, МоскварственногообретенийЖ"35, Рауш Подписноеиитета СССРткрытийя наб д. 4/5