Способ измерения поперечных размеров и глубины щели в объектах

(23) приоритет Опубликовано 07,09.81. Бюллетень Ж ЗЗ во деяям изобретений н отирютий(58) УДК 5 З 1.7 П, ,12(088.8) Дата опубликования оянсання 09 .09,81(54) СПОСОБ ИЗЮИ ГЛУБИНЫ НИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ РАЗМЕРОВЛИ В ОБЬЕКТАХ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении поперечных размеров и глубины узких щелей и от верстий, толщины материала, градуировке мерительного инструмента и ени рения поперечщели в. объекм, что щельсвета подаксиальному ью измеряют этих пучков ерез щель,вностейеречный размер Этот спосо ной точностью ния на резуль ний интенсивн ва поверхност б обладает недостат измерений из-за вли тат измерения коаеба ости излучения, кач и, материала щели и 29Этот спной точносния глубиныния попере таточа влия- измереадает недо рений из.соб обью изщелиных ра на точност змеров щелдИзвестен способ изменых размеров и глубиныах, заключающийся в тоблучают двумя. пучкамификсированными углами каправлению щели, за щелнтенсивность той частивета, которая прошла чпо соотношению интенсиычисляют глубину и попели 1 1. точности, измерения углов падениязондирующих пучков света.Наиболее близким к изобрет ю явсляется способ. измерения поперечныхразмеров и глубины щели в объектах, заключающейся в том, что форми. руют монохроматический когерентный,поляризованный параллельный сьетовойпучок и направляют его на щель па 1 О.раплельно оси щели,.за щелью в зонефореаюрования дифракционйой картины,Фраунгофера измеряют расстояние между экстремальными точками этой сартины, симМетричными относительно ее15центра и определяют углы между направлением светового пучка и направлейиями . из цеитра щели на экстремальные точки дифракционнойкартйС 2 З,,.Целью изобретения является повыщение точности 1 измеренийпоперечныхтразмеров и,ыубины щели,Цель достигается тем, что наклоняют объект таким образом, чтобы междунаправлением светового пучка и осьющели образовался фиксированный угол,за щелью в зоне формирования дифрак"ционной картины Фраунгофераизмеряютрасстояние между экстремальными точками второй дифракционной картины,симметричными относительно ее центраи определяют углы между направлениемсветового пучка к направлениями центра щели на экстремальные точки второй дифракционной картины, а поперечные размеры и глубину щели вычисляютпо следующим формуламдфо2021 юи(Ф+Ф)-вм А-в 1 и 901Ч 1 И А+М-Ыи й 1 М И 9 оЗ 4 УЫ -ЧЪфУИЦ 9 о 1 где с 1 - поперечные размеры щели; 25глубина щели;А - длина волны света;а фиксированный угол между направлением светового пучка иосью щели; ЗОугол между направлениемсветового пучка и направлением на экстремальнуюточку первой дифракционной картины;- угол между направлениемсветового пучка и надравлением на экстремальнуюточку второй дифракционной картины.На фиг. 1 изображен ход лучей в40 схеме устройства .при направлении зондирующего щель пучка лучей параллельном оси щели в объекте; на фиг. 2 - ход лучей в .схеме устройства при направлении зондирующего щель пучка лучей составляющем фиксированный угол с осью щели в объекте.Устройство для реализации способа измерения поперечных размеров и глубины, щели в объектах содержит освети тель (на чертеже не показан), объектив 1, расположенный соосно с осветителем, и экран 2, расположенный в зоне формирования дифракционной картины Фраунгофера. ЫСпособ измерения поперечных разме- ров и глубины щели 3 в объекте 4 например щели спектрального прибора или отверстия в фильтре, заключается в том, что формируют монохроматический когерентный поляризованный параллельный световой пучок и направляют его на пель 3 параллельно ее оси. За щелью 3 в зоне Формирования дифракционной картины Фраунгофера на экране 2 измеряют расстояние между экстремальными точками этой картины, симметричными относительно ее центра, и определяют углы между направлением светбвого пуч. ка и направлением центра щели 3 на экстремальные точки дифракционной картины.Затем наклоняют объект 4 таким образом, чтобы между направлением светового пучка и осью щели 3 образовался фиксированный угол, за щелью 3 в зоне Формирования дифракционной картины Фраунгофера измеряют расстояние между экстремальными точками второй дифракционной картины, симметричными относительно ее центра, и определяют углы между направлением светового пучка и направлениями центра на экстремальные точки вто" рой дифракционной картины. При этом поперечные размеры и глубину щели 3 вычисляют по следующим Формулам,Й= - ф - варюХ ьИ)2 Лчи И+94-Ми АИ 9 о 1и= ВИИ+Ч 4-МИ д. ЪИЯдМ+94+РьИдФо 1где д - поперечные размеры щелк;Й - глубина щели;А - длина волны света;О. - Фиксированный угол междунаправлением светового пучка и осью щели;Щ, - угол между направлением светового пучка и направлениемна экстремальную точку первой дифракционной картиныЧ - угол между направлениемсветового пучка и направлением на экстремальную точкувторой дифракционной картины,Формулыи 12) выведены с учетом геометрических построений наФиг.и 2,Формула изобретенияСпособ измерения поперечных размепов и глубины щели в объектах, .заключающийся в том, что Формируютмонохроматический когерентный поляризованный параллельный световой пучок И направляют его на щель парал5 8619 дельно оси щели, за щелью в зоне формирования дифракциэнной картнны Фраунгофера измеряют расстояние между экстремальными точками этой картины, симметричными относительно ее центра, и определяют углы между направлением светового пучка и на равлением.из центра щели на экстремальные точки дифракционной картины о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, О с целью повышения точности измерений поперечных размеров и глубины щели, наклоняют объект таким образом, чтобы между направлением светового пучка и осью щели образовал-15 ся фиксированный угол, за щелью в зоне формирования дифракционной картины фраунгофера измеряют расстояние ,между экстремальными точками вто.рой дифракционной картины, симметричными относительно ее центра, и оп" ределяют углы между направлением светового пучка и направлениями центра щели на экстремальные точки 1 второй дифракционной картины, а по" д 1 перечные размеры и глубину щели вь, 1 числяют по следующим формулам1 , -ф -Ч фЪВ 1 РЩ 2ЗЬ бгде В - поперечные размеры щели;- глубина щели;Х - длина волны света;0, - фиксированный угол между направлением светового пучка и осью щели;- угол между направлением свеОтового пучка и направлениемна экстремальную точку первой дифракционной картины;Ч 1 - угол между направлением светового пучка и направлениемна эксремальную точкувторой дифракционной кар-.тины.Источники. информации,принятые во внимание при экспертизе. 1. Патент Франции Ф 226150 Э,кл. 0 01 В 11/12 РО . 01 О 3/00,1975.2. Игнатов В.А.:.Мордасова.Г. М., Мордвинов В,А Ровенский В.Б. Бесконтактные оптические измерения размеров ,малых отверстий и щелей. Обмен опытом в радиопромьппленности. 1975, У 4, с. 52-5 (прототип) .ь Б.ейвес Коввекто Подписно та СССРытий набе по д 3035 д, 4/5 ПППСоставител узнецова Техреду ф.Р Тираж 642 сударственного комит ам изобретений и откр осквад ЖРазовская Патент, г. Ужгород, Редактор Т. К Заказ 652633ВНИИПИ Го Проектная, 4