Устройство для измерения полей микронапряжений в монокристалле

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЕЙ МИКРОЬАПРЯЖЕНИЙ В МОНОКРИСТАЛЛЕ , содержащее пЬследовательно расположенные вдоль его оптической оси источник света, поляризатор, конденсор , держатель монокристалла, объектив , анализатор, окуляр и фоторегЧистратор , отличающееся тем, что, с целью сокращения затрат времени на измерение, между конденсором и держателем монокристалла введена маска, выполненная в виде непрозрачного экрана со сквозными регулярно расположенными одинаковыми круглыми отверстиями, причем диаметр отверстий и расстояние между ними выбрано в соответствии с соотнесением , где d Р D диаметр отверстий; расстояние между отверстиями g диаметр контролируемой зоны (Л монокристалла; - увеличение объектива; Pj увеличение окуляра. 05 4 С5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фф фф)ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и отнРытий (21) 3488309/18-25 (22) 30 ° 08.82 (4б) 15.01.84. Бюл. )) 2 (72) В.Н .Балабанов, В.P.Êîâòóí и В.A.Íåæåâåíêî (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института радиофизики и электроники AH УССР (53) 535.514:621.378.9(088.8) (56) 1. Рубин и спафир. Под ред.

М.В.Классем-Неклюдовой и X.C.Áàãäàсарова, М., Наука, 1974, с. 85.

2. Там же, с. 91.

3. Меланхолин Н.М. Методы исследования оптических свойств кристаллов, М., Наука, 1974, с. 14-17. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОЛЕЗ МИКРОЬАПРЯЖЕНИЙ В МОНОКРИСТАЛЛЕ, содержащее последовательно рас3(51) G 01 N 21/23) ;G 01 Й 4/02 положенные вдоль его оптической оси источник света, поляризатор, конденсор, держатель монокристалла, объектив, анализатор, окуляр и фоторегистратор,отличающееся тем, что, с целью сокращения затрат времени на измерение, между конденсором и держателем монокристалла введена маска, выполненная в виде непрозрачного экрана со сквозными регулярно расположенными одинаковыми круглыми отверстиями, причем диаметр отверстий и расстояние между ними выбрано в соответствии с соотношением

10de Рс D/ð„ð где d — диаметр отверстий;

P †расстояние между отверстиями) щ б2

3 - диаметр кон тролируемой з оны монокристалла; (1 — увеличение объектива; увеличение окуляра.

1067416 ры области определяются диаметром светового пучка, выходящего из конденсора, и апертурой объектива не может быть очень малой (не менее

0,1 мм), что в свою очередь не позволяет измерять поля микронапряжений в исследуемом монокристалле с высоким пространственным (О, 01 мм) разрешением. Кроме того, не обеспечивается воэможности получения и регистрации коноскопических картин одновременно от нескольких областей исследуемого монокристалла, что существенно увеличивает затраты времени на проведение измерений полей микронапряжений в монокристалле. При этом устройство требует использования дорогостоящих линз Лазо и Бертрана, которые нуждаются в тщательной юстировке.

Цель изобретения — сокращение затрат времени на измерение полей Яо микронапряжений в. монокристалле.

Цель достигается тем, что в устройстве для измерения полей микронапряжений в монокристалле, содержащем последовательно расположенные вдоль его оптической оси источник.

cBета, поляризатор, конденсор, держатель монокристалла, объектив, анализатор, окуляр и фоторегистратор, между конденсором и держателем монокристалла введена маска, выполненная в виде непрозрачного экрана со сквозными регулярно расположенными одинаковыми круглыми отверстиями, причем диаметр отверстий и расстоя- З5 нне между ними выбрано в соответствии с соотношением

<0d < P (3/P„P где d — диаметр отверстий;

Р— расстояние между отверстия- 40 ми;

D — диаметр контролируемой зоны монокристалла; увеличение оптического объектива; 45 увеличение оптического окуляра.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для измерения полей микронапряжений в монокристалле состоит из последовательно расположенных вдоль его оптической оси источника света 1, например лампы накаливания, поляризатора 2, выполненного, например, в виде поляроидной пленки, конденсора 3, собранного по трехлин-. зовой (ахроматической) схеме, маски

4, представляющей собой непрозрачный экран с регулярно расположенными одинаковыми круглыми отверстиями, держа-60 теля 5, в котором укреплен исследуемый монокристалл, оптическая ось которого размещена параллельно оптической оси устройства, объектива б, анализатора 7, выполненного, например, 1 в виде поляроидной пленки, окуляра 8 и фоторегистратора 9.

Устройство работает следующим образом.

Источник света 1 излучает неполяризованный световой ноток, который падает на,поляризатор 2, пропускающий только ту компоненту падающего светового потока, которая параллельна главной плоскости поляризатора 2.

После прохождения поляризатора 2 поляризованный свет собирается конденсором 3 в сильно сходящийся световой ,пучок и направляется на маску 4, имеющую регулярно расположенные одинаковые цилиндрические отверстия. При этом каждое отверстие в маске 4 становится источником сильно сходящегося поляризованного света. Световые потоки от каждого отверстия в маске

4 направляются раздельно на исследуемый монокристалл 5, что позволяет одновременно измерять поле микронапряжений нескольких областей этого кристалла и, как следствие, существенно уменьшить затраты времени на измерения. Поскольку расстояние между отверстиями Р в маске 4, диаметр

D исследуемого монокристалла 5 и увеличение объектива 6 р< и окуляра

8 pr2 связаны соотношением Р(Р p р в поле зрения объектива 6 попадает не менее четырех отверстий. В реэультате наличия в исследуемом монокристалле 5 собственного двулучепреломления во всех направлениях, которые не совпадают с направлением кристаллографической оси наивысшего порядка (оптической оси кристалла), каждый световой по" îê от отверстий маски 4 разделяется на два луча, поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях и имеющих различную скорость и направления распространения — обыкновенный и необыкновенный лучи. Сходящиеся обыкновенный и необыкновенный лучи после прохождения через исследуемый монокристалл 5 и объектив б дают в фокальной плоскости этого объектива б увеличенное изображение интерференционной картины от каждого отверстия маски 4. Рассматривая полученные картины через анализатор 7, плоскость поляризации которого составляет угол 90 с пло<г; костью поляризатора 2, и окуляр 8, получают, так называемые, коноскопические фи гуры, искажения в картине которых вызваны микронапряжениями в исследуемом монокристалле 5. Регистрация коноскопических фигур осуществляется с помощью фоторегистратора 9, например на фотографических пластинах. Высокое качество коноскопических фигур, позволяющее повысить разрешающую способность устройства, достигается путем перемещения как единого целого объектива б, 106741б

Составитель Г.уткин

Редактор М,Келемем Техред С.Мигунова Корректор А. Повх

I»

Заказ 11202/48 Тираж 828 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, -.Ó>êãoðoä, ул .Проектная, 4 анализатора 7, окуляра 8 и фоторе- гистратора 9 относительно исследуемого монокристалла 5, при этом исключается наложение коноскопических фигур от соседних отверстий маски

4, поскольку диаметр отверстий и и расстояние между ними Р выбраны иэ условия 10Н(Р °

Предлагаемое устройство в отличие оТ известных аналогичного назначения, в том числе и базового объекта (прототипа), сокращает время на измерение. Применение такого устройства позволяет обнаружить в монокристаллах малые (0,01 мм) области микрона- 35 пряжений и регистрировать одновременно коноскопические фигуры от многих участков исследуемого монокристалла, что значительно ускоряет процесс контроля качества монокристаллов, особенно в условиях массового производства. Кроме того, более высокое пространственное разрешение устройства по сравнению с аналогами позволяет по минимуму мнкронапряжений обнаруживать в отбракованных монокристаллах области, пригодные для технического использования. Это позволяет существенно повысить процент выхода иэделий без дополнительных затрат на производство монокристаллов, что дает значительный экономический эффект.