RU1711554C - Device for measuring the surface relief - Google Patents
Device for measuring the surface relief Download PDFInfo
- Publication number
- RU1711554C RU1711554C SU4612677A RU1711554C RU 1711554 C RU1711554 C RU 1711554C SU 4612677 A SU4612677 A SU 4612677A RU 1711554 C RU1711554 C RU 1711554C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photodetector
- output
- block
- signal processing
- control
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров микрогеометрии поверхностей. The invention relates to a measurement technique and can be used to control the parameters of surface microgeometry.
Цель изобретения - повышение точности и быстродействия за счет поэлементной обработки формируемой интерференционной картины. The purpose of the invention is to increase the accuracy and speed due to elementwise processing of the generated interference pattern.
На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений на выходах блоков устройства; на фиг.3 - блок-схема логического блока. Figure 1 presents a block diagram of a device; figure 2 is a timing diagram of the voltages at the outputs of the blocks of the device; figure 3 is a block diagram of a logical block.
Устройство состоит из оптически связанных лазера 1, телескопической системы 2, светоделителя 3, микрообъектива 4,опорного зеркала 5,телескопической системы 6 и диссектора 7,микрообъектива 8, оптически связанного с лазером 1через светоделитель 3 (светоделитель 3, микрообъективы 4 и 9 и зеркало 5 расположены по схеме интерферометра Линника, плоскостью анализа которого является фокусная плоскость микрообъектива 8, а выходная плоскость перенесена системой 6 во входную плоскость диссектора 7), последовательно соединенных формирователя 9 временных интервалов, вход которого подключен к выходу диссектора логического блока 10, счетчика 11 целых чисел полос и блока 12 буферной памяти, счетчика 13 дробной доли полосы, включенного между вторым выходом формирователя 9 и вторым входом блока 12, блока 14 управления разверткой, включенного между выходом координаты блока 12 и управляющим входом диссектора 7, последовательно соединенных драйвера 15 и пьезокерамического преобразователя 16, механически связанного с зеркалом 5, таймера 17, выходы которого подключены к управляющим входам драйвера 15, блока 10, счетчика 13, блока 12 и опорному входу формирователя 9 соответственно. The device consists of an optically coupled laser 1, a telescopic system 2, a beam splitter 3, a micro lens 4, a reference mirror 5, a telescopic system 6 and a dissector 7, a micro lens 8 optically connected to a laser 1 through a beam splitter 3 (beam splitter 3, micro lens 4 and 9, and mirror 5 are arranged according to the Linnik interferometer scheme, the analysis plane of which is the focal plane of the micro-lens 8, and the output plane is transferred by the system 6 to the input plane of the dissector 7), serially connected by the former 9 and intervals, the input of which is connected to the output of the dissector of the logical block 10, the counter 11 integer numbers of strips and block 12 of the buffer memory, the counter 13 fractional fraction of the strip included between the second output of the shaper 9 and the second input of the block 12, block 14 scan control connected between the coordinate output block 12 and the control input of the dissector 7, serially connected to the driver 15 and the piezoceramic transducer 16, mechanically connected to the mirror 5, a timer 17, the outputs of which are connected to the control inputs of the driver 15, block 10, Meters withstand 13, block 12 and reference input generator 9, respectively.
Логический блок 10 состоит из последовательно соединенных генератора 18 импульсов, вход которого является входом блока 10, счетчика 19, регистра 20 оперативной памяти и логического анализатора 21, выход которого является выходом блока 10. Управляющие входы счетчика 19, регистра 20 и сигнализатора 21 объединены и являются управляющим входом блока 10. The logical block 10 consists of series-connected pulse generator 18, the input of which is the input of block 10,
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В интерферометре с лазером 1 при линейно-периодической модуляции фазы (см. фиг.2а) опорной волны с помощью пьезоэлектрического преобразователя с опорным зеркалом 5 образуется динамическое интерференционное изображение объекта. Это изображение проецируется на фотокатод диссектора 7. Координата рабочего элемента поверхности ri, где i - номер координаты, определяется сигналом, вырабатываемым блоком 14 управления разверткой. Сигнал с диссектора 7 (см. фиг.2,б) подается на формирователь 9 временных интервалов, где формируется импульс, передний фронт которого определяется задним фронтом импульса на опорном входе формирователя 9 (см.фиг.2,в) задний фронт определяется моментом прохождения через постоянный уровень возрастающего напряжения с диссектора 7, а длительность пропорциональна разности фаз (в диапазоне 0-2π ) опорной и измерительной волн в точке интерференционного поля с координатой ri. Длительность этого импульса τi (см.фиг.2,г) измеряется путем заполнения его счетными импульсами с таймера 17 и последующего их сложения счетчиком 13. Логический блок 10 определяет необходимость изменения текущего значения счетчика 11 целого числа полос на величину ±1 при изменении фазы на угол ±2π относительно фазы сигнала в первой точке измерения. Счетчики 11 и 13 обеспечивают единство измерения целого числа полос и дробных долей полосы в точке ri и образуют действительное число Ni, которое записывается в устройство 12 буферной памяти. Таймер обеспечивает синхронную работу отдельных блоков и измерение длительности τi.In an interferometer with a laser 1, during a linearly periodic phase modulation (see Fig. 2a) of the reference wave, a dynamic interference image of the object is formed using a piezoelectric transducer with a reference mirror 5. This image is projected onto the photocathode of the dissector 7. The coordinate of the surface working element r i , where i is the coordinate number, is determined by the signal generated by the scan control unit 14. The signal from the dissector 7 (see Fig. 2, b) is fed to the shaper 9 time intervals, where a pulse is generated, the leading edge of which is determined by the trailing edge of the pulse at the reference input of the shaper 9 (see Fig. 2, c), the trailing edge is determined by the moment of passage through a constant level of increasing voltage from the dissector 7, and the duration is proportional to the phase difference (in the range 0-2π) of the reference and measuring waves at the point of the interference field with coordinate r i . The duration of this pulse τ i (see FIG. 2, d) is measured by filling it with counting pulses from timer 17 and then adding them by counter 13. Logic block 10 determines the need to change the current value of counter 11 of an integer number of bands by ± 1 when changing the phase angle ± 2π relative to the phase of the signal at the first measurement point. The counters 11 and 13 ensure the uniformity of the measurement of the integer number of bands and fractional parts of the strip at the point r i and form a real number N i , which is recorded in the device 12 of the buffer memory. The timer provides synchronous operation of individual blocks and a measurement of the duration τ i .
Регистрация момента изменения фазы на величину ±2π основана на анализе длительности τi. В каждом цикле измерения сравниваются текущее и предыдущее значения τi (предыдущее хранится в регистре 20 оперативной памяти). При изменении фазы на величину ±2π длительность τiизменяется скачкообразно, что позволяет зарегистрировать изменение фазы на величину 2 π. В логическом блоке 10 реализуется следующий алгоритм принятия решения о выработке счетных импульсов на счетчик 11. Если
- > (1), где τмакс - наибольшее значение временного интервала;
τi+1 - следующее за τi значение интервала, принимается решение о наличии скачкообразного перехода τi→ τi+1 и об изменении текущего значения счетчика целого числа полос (значение изменяется на +1 при выполнении неравенства (1) и условия τi+1 < τi и на -1, если при выполнении неравенства (1) выполняется условие τi+1 > τi).Registration of the moment of phase change by ± 2π is based on an analysis of the duration τ i . In each measurement cycle, the current and previous values of τ i are compared (the previous one is stored in the RAM register 20). When the phase changes by ± 2π, the duration τ i changes stepwise, which allows you to register a phase change by 2 π. In logic block 10, the following decision-making algorithm for generating counting pulses to counter 11 is implemented. If
- > (1) where τ max is the largest value of the time interval;
τ i + 1 is the interval value following τ i , a decision is made on the presence of a jump transition τ i → τ i + 1 and on a change in the current value of the counter of an integer number of bands (the value changes to +1 when inequality (1) and the condition τ i +1 <τ i and by -1 if, when inequality (1) is fulfilled, the condition τ i + 1 > τ i ) is fulfilled.
В логическом блоке 10 генератор 18 формирует пачки импульсов, количество которых определяется длительностью τi. Импульсы подсчитываются счетчиком 19, количество импульсов запоминается в регистре 20. По сигналам от таймера 17 анализатор 21 сравнивает текущее значение импульсов и в зависимости от результатов сравнения выдает сигнал на прибавление или вычитание единицы на счетчик 11. (56) Wyant J.C., Koliopoulos C.L. An optical profilometer for sutface characterisation of magnetic media, ASLE Transaction, v. 27, N 2, 1983, р.101.In the logical block 10, the generator 18 generates bursts of pulses, the number of which is determined by the duration τ i . The pulses are counted by the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4612677 RU1711554C (en) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | Device for measuring the surface relief |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4612677 RU1711554C (en) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | Device for measuring the surface relief |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1711554C true RU1711554C (en) | 1994-06-15 |
Family
ID=30441159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4612677 RU1711554C (en) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | Device for measuring the surface relief |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1711554C (en) |
-
1988
- 1988-11-22 RU SU4612677 patent/RU1711554C/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4813782A (en) | Method and apparatus for measuring the floating amount of the magnetic head | |
RU1711554C (en) | Device for measuring the surface relief | |
US3052843A (en) | Frequency measuring and phase measuring systems | |
US4902135A (en) | Object movement measuring apparatus | |
JPS5459166A (en) | Visual sensibility measuring apparatus of interferometer | |
GB770017A (en) | Improvements in or relating to computing apparatus | |
SU1165885A1 (en) | Device for determining displacement of object surface points | |
RU2062445C1 (en) | Process of measurement of structure and dynamics of microobjects and device for its implementation | |
SU1210098A1 (en) | Arrangement for measuring object movement speed | |
SU1128118A1 (en) | Device for measuring micro structure element dimensions | |
JPH06323810A (en) | Multiprobe displacement measuring apparatus | |
SU1026538A1 (en) | Method of measuring wavelength of monochromatic radiation and device for effecting same | |
SU399723A1 (en) | PHOTOELECTRIC METHOD OF MEASURING THE THICKNESS OF PLATES FROM A TRANSPARENT L1ATERIAL | |
SU1392366A1 (en) | Device for measuring linear dimensions of specimen | |
SU486216A1 (en) | Displacement measurement method | |
SU1054680A1 (en) | Method of gauging linear dimensions of opaque objects | |
SU968615A2 (en) | Interference displacement measuring gauge | |
SU1095206A1 (en) | Information readout device | |
SU388281A1 (en) | ALL-UNION | |
JP3183477B2 (en) | Two-dimensional phase information detection device | |
RU2065149C1 (en) | Method of registration of changes of order of interference | |
SU1094009A1 (en) | Device for measuring distances | |
SU1241060A1 (en) | Device for measuring amplitude of path-length difference of beams in interferometers | |
JPH0414283B2 (en) | ||
EP0521616A2 (en) | Displacement sensor |