54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПРОЗРАЧНЫХ ПЛАСТИН
Из.осэрётение относитс к контрольно измерительной технике и может быть и пользовано дл измерен 1 толщины и показател преломлени прозрачных . пластин. Известен способ измерени толщины прозрачных пластин или рассто ни меж ду двум плоскими прозрачными пластинами с помощью интерференционных полос равного наклона, заключающийс в том, что объект освещают пучком схо д щегос или расход щегос монохроматического света и измер ют углы, под которыми наблюдаютс минимумы или ; максимумы интерференционньлх полос рав ного наклона. Разница между угпамк, под которьми видны соседние полосы, однозначно св зана аналитической зависимостью с толщиной ВОЗДУШНОГО зазора , и по этой зависимости определ ют толщину зазора 1. Недостатком способа вл етс то, что невозможно измер ть толщину плас тин с неизвестным показателем прелом лени . Наиболее близким по. технической . сущности к предлагаемому вл етс сп соб С2 измерени толщины прозрачных пластин, заключающийс в том, что на правл ют в одну исследуемую точку поверхности пластины под углом к ней пучок монохроматического света, наблюдают интерференционную картину ё виде полос равного наклона, определ ют угловую ширину полосы равного наклона, по которой и суд т о толщине пластины. Толщину пластины определ ют из следующей зависимости J € 5in 1л где d - толщина пластины, X - длина волны монохроматического света; V - показатель преломлени материала пластины; 6 - углова ширина полосы наклона; 1 - угол наблюдени полосы равного наклона. При 1 45° эта зависимость принимает вид J d - г Недостатком известного способа вл етс то, что невозможно измер ть толщину прозрачных пластин с неизвестным показателем преломлени . Цель изобретени - измерение тол щины прозрачных пластин с неизвестным показателем преломлени . Поставленна цель достигаетс тем, что перемещают пластину до заданного положени , при перемещении .определ ют изменение пор дка интерф ренционных полос, а затем определ ю угловую ширину полосы равного накло на интерференционной картины, соответствующей второй точке, и по форм ле ZCiifbO l i где d. - ширина полосы в исследуемо точке поверхности пластины А.. - длина волны монохроматичес кого света; N - изменение пор дка интерференционных полос; ii - углова ширина полосы равн го наклона интерференционн картины, соответствующей первой точке; 2 - углова ширина полосы равн го наклона интерференционной картины, соответствующей второй точке; 2 - рассто ние от исследуемой ки до места наблюдени инт ференционной картины, суд т об измер емой толщин На фиг, 1 изображена принципиал на схема устройства, реализующего предлагаемый способ,на фиг. 2 - интерференционна картина в виде поло равного наклона. Устройство содержит источник 1 монохроматического света, линзу 2 и мйкрообъектив 3, предметный столик 4 с микроподачей, матовый экран 5 с микроподачей. В качестве источника монохроматического света используетс гелиев небновый лазер 1. Микрообъектив 3 создает пучок сход щегос ( или расход щегос ) све та. Линза 2 согласует апертуру микр объектива 3 с диаметром лазерного пучка. Измер ема пластина б располагаетс на предметном столике 4, который перемещаетс в двух взаимно перпендикул рных направлени х, что позвол ет наводить пучок света на любую точку пласти-ны 6. Дл наблюдени интерференционных полос служит экран 5 из матового стекла, на котором нанесена шкала. Лазер 1, микрообъектив 3 и линза 2 объединены в один блок. Этот блок может перемещатьс вдоль свое оси относительно пластины 6, что позвол ет точно фокусировать п тно света на поверхность пластины. В у ройстве производитс измерение угл вой ширины полосы равного наклона под углом 1-45°. Способ о существл етс следующим образом. Пластину 6 располагают на предметном столике- 4 и определ ют две точки. Первой выбираетс точка, в которой необходимо измерить толщину с , а втора jo4Ka необходима дл осуществлени способа. Располагают пластину 6 так, чтобы пучок.монохроматического света фокусировалс в первой точке, измер ют угловую ширину интерференционной полосы Лт на экране 5. Затем перет ещают пластину 6 во вторую точку и считают сколько полос пройдет по экрану 5. Число прошедших полос равно N . Если полосы смещаютс вверх, то N отрицательно, если вниз - положительно. Обычно вторую точку выбирают так, чтобы N было равно целому числу. Затем измер ют угловую ширину интерференционной полосы lii. на экране 5. Подставл измеренные значени ii , к N, а также иавестнуе Я и 6 определ ют искомую толщину по формуле dr-xV. 2( где f - рассто ние от исследуемой точки до места наблюдени интерференционной картины, т.е. до экрана 5. Использование предлагаемого способа позвол ет измер ть толщину прозрачных пластин, показатель преломлени которых неизвестен. Это дает возможность отказатьс от дополнительной операции предварительного определени показател преломлени . Кроме того, наиболее простые и, распространенные способы измерени показател преломлени требуют, чтобы образцы были В1Л1олнены в виде призм ийи плоских пластин сравнительно большой толщины (более 1 мм), что приводит к дополнительному расходу дорогих материалов (например, моиокристаллы сложных полупроводников). Из не-KOTojxjx материалов, получаемых в виде эпитакс альных пленок, принципиально невозможно изготовить призмы или получить толстые образцы. Наиболее эффективно примен ть предлагаемый способ дл измерени толщины пластин , имеющих толщину пор дка 5-500 мкм. Способ достаточно просто реализуем и его осуществление не требует дорогого и уникального оборудовани . формула изобретени Способ измерени толщины прозрачных пластин, заключающийс в том, что направл ют в одну исследуемую точку поверхности пластины под углом к ней пучок монохроматического света, наблюдают интерференционную картину в виде полос равного наклона, опредеЛ ют угловую ширину полосы равного ч)аклона, по которой и суд т о толщине пластины, отличающийс тем, что, с целью измерени толщины пластин с неизвестным показателем преломлени , перемещают пластину до заданного положени , при перемещении определ ют изменение пор дка интерфе ренционных полос, а затем определ ют Ьтловую ширину полосы равного найлона интерференционной картины, соотвествующей второй . точке, и по формуле ,Г11а где d - ширина полосы в исследуемой точке поверхности пластины; X - длина волны монохроматического света;
Г N - изменение пор дка интерференционных полос; 4 - углова ширина полосы равного наклона интерференционной картины, соотаетствуквдей второй точке; Ъ рассто ние от исследуемой точки до места наблюдени интерференционной -картины, суд т об измер емой толщине. Источники информации тые во внимание при экспертизе . Патент ФРГ № 2622787, О 01 В 9/02, 1977. .Попов Ю.Н. Измерение толщины рачных пластин. - Приборы и техМ ., 1978, 3 эксперимента тотип).