Устройство для контроля толщиныкристаллических пластин впроцессе доводки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 13.12,78,(21) 27001 бб/25-28 с присоединением заявки Йф Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 15,03,81. Бюллетень МВ 16 Дата опубликования описания 25. 03. 81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛАСТИН В ПРОЦЕССЕДОВОДКИ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для контроля толщины кристаллических пластин интерАеренционно-поляризационного Фильтра в процессе доводкиИзвестны устройства для контроля толшины кристаллических пластин в процессе доводки, в которых одна пластина используется в качестве опорной для другой - подгоняемой, являющейся в два раза толще или тоньше, или такой же толщины, чтои опорная ЦНедостаток данного устройства заключается в том, что оно применено только при определенном сост" ношении толщин опорной и подгоняемой пластин.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля толщины кристаллических пластин в процессе доводки, содержащее последовательно установленные и оптически связанные источник света, монохроматор, поляризатор, компенсатор" ,анализатор, Фотоприемник и электронный регистрируюший блок. В этом устройстве при вращении анализатора о правильности доводки пластины судят по отсутствию модуляции света, достигаемому поворотомкомпенсатора. Для получения однозначного результата делается второеизмерение, беэ модуляции, при котором дробная часть порядка интерференции (0,25 или 0,75) дополняетсякомпенсатором до единицы 12).Недостаток данного устройствасложность и длительность процессаконтроля при недостаточно высокойточности измерений.Цель изобретения - упрощение процесса контроля н повышение его точ ности.Эта цель достигается тем, чтоустройство снабжено четвертьволновой фазовой пластиной, установленной перед анализатором с возможно стью вращения с постоянной частотойвокруг оптической оси, а регистрирующий блок выполнен в виде двухканальной схемы, один из каналов которой содержит селективный усилитель, 25 настроенный на удвоенную частотувращения пластины, и газометр, адругой - селективный усилитель, настроенный на учетверенную частотувращения пластины, и синхронный 30 детектор, и оба канала содержат ге 81313315 20 р= - 61 рс: - соэУ,4 Здесь 3 р - максимальная интенсивностьсветового потока, ц - суммарнаяразность Фаз контролируемой пластины и компенсатора на длине волны Х.Контролируемую Фазовую пласти"у25 помещают в термостат б. Первоначально компенсатором 5 дополняют30 дробную часть порядка интерференции контролируемой пластины 25 дозначения 0,25 или 0,75, при которыхсвет, выходящий из компенсатора 5поляризован по кругу. Критерием это 35 го является отсутствие составляющейсигнала с частотой 4 ш, наблюдаемойна синхронном детекторе 21. Приэтом показание компенсатора 5, предварительно отградуированнога, дает40 возможность определить дробную частьпорядка интерференции кристаллической пластины 25.Дробная часть порядка интерференции кристаллической пластины 25, азначит и избыток ее толщины, однозначно определяется из одного показания компенсатора 5, соответствующего отсутствию составляющей электрического сигнала с частотой 4 со,одновременно регистрируя фазу сос 50 тавляющей электрического сигнала счастотой 2 а,Компенсатор 5 представляет собой две плоскопараллельные пластины из кристаллического кварца одинаковой толщины, заключенные в оправу (на Фиг.,1 не показана), наклоняющуюся вокруг горизонтальной оси. Пластины вырезаны параллельно оптической оси, ориентированы друг относительно друга так, что их главные сечения взаимно перпендикулярны и закреплены в оправе так, что главное сечение одной из пластин параллельно 60 формула изобретения нераторы опорных напряжений,.выхода.ми связанные соответственно с первыми входами Фазометра и синхронного детектора, вторые входы которыхподключены к выходам соответствующихселективных усилителей.На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на Фиг. 2положение интерференционных максимумов при различных толщинах кристаллической пластины (в - порядокинтерференции, Ер- рабочая длинаволны света); окружностями, эллипсами и прямыми линиями обозначенысоответственно круговая, эллиптичесКая и линейная поляризация света после компенсатора для длиныволны Ар, на Фиг, 3 - Форма и относительная амплитуда электрического сигнала на выходе Фотоприемникав зависимости от азимута вращающейсячетвертьволновой Фазовой пластиныдля различных состояний поляризации света после компенсатора,Устройство содержит источник 1света, монохроматор, роль Которогоможет выполнить, например, светоФильтр 2, линзу 3, поляризатор 4,компенсатор 5, помещенный в термостат б с защитными окнами 7 и 8, четвертьволновув Аазовую пластину 9,вращающуюся с круговой частотойе от электродвигателя 10, неподвижный анализатор 11, линзу 12 и Фотоприемник 13. Электрический сигналс фотоприемника 13 разделяется надва, Один из них через селективныйусилитель 14, настроенный на частоту 2 , поступает наодин из входовФазометра 15. Генератор опорного напряжения, подаваемого на второй входйазометра 15, состоит из диска 16с двумя отверстиями 17, расположенными по окружности через 180, лампыо18 накаливания и Фтороприемника 19.другой электрический сигнал черезселективный усилитель 20, настроенный на частоту 4 ж, поступает на один.из входов синхронного детектора 21,Генератор опорного напряжения, подаваемого на второй вход синхронногодетектора, состоит из того же диска 16, но с четырьмя отверстиями22, расположенными по окружности че.рез 90 р и смещенными по радиусу относительно отверстий 17, лампы 23и Фотоприемника 24. оси вращения оправы, т.е. горизон- .- тально. В этом случае увеличение угла наклона компенсатора соответ ствует увеличению вводимой им разности Фаз.Плоскости поляризации поляризатора 4 и анализатора 11 должны быть взаимно параллельны и составляют. Углы 45 Рс главными сечениями контролируемой кристаллической пластины 25 и пластин компенсатора 5.Устройство работает следующим образом.Интенсивность светового потока, падающего на фотоприемник 13, определяется следующей формулой: 1=1 р(А-В ьп 2 о)й+С соь 4 ю),2 6где А: - + - со 84 2 2 Таким образом, введение четверть- волновой фазовой пластины, вращаемой с постоянной частотой, и выполнение электронна-регистрирующего блока двухканальным позволяет значительно упростить процесс контроля и повысить его точность. Устройство для контроля толщины кристаллических пластин в процессе до водки, содержащее последовательно устаустановленные и оптически связанныеисточник света, монохроматор, поляризатор, компенсатор, анализатор ифотоприемник, электронный регистрирунаий блок, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерений, оно снабжено четвертьволновой фазовой пластиной, установленной перед анализатором с возможностью вращения с постояннойчастотой вокруг оптической оси, арегистрирующий блок выполнен в виде двухканальной схемы, один изканалов которой содержит селективный усилитель, настроенный на удвоенную частоту вращения пластины, и фазометр, а другой - селективный усилитель, настроенный научетверенную частоту вращения пластины, и синхронный детектор, и оба канала содержат генераторы опорных напряжений, выходами связанные соответственно с первыми входами фазометра и синхронного детектора, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих селективных усилителей. Источники информации,.ф принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 344265, кл. С 01 В 11/Об, 1972.2. Авторское свидетельство СССРУ 121240, кл. С 01. В 11/Об, 19595 (прототип)./ВНИИПИ Госудапо делам и 035, Москв Подписно омитета ССС открытий шская наб.