Устройство для определения размера фоточувствительной площадки фотоприемников

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРА ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ ФОТОПРИЕМНИКОВ, содержащее источник излучения, формирователь тестового изображения на исследуемый фотоприемник с подключенным к нему блоком обработки сигналов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, расширения динамического диапазона измерений, формирователь тестового изображения выполнен В виде модуляционного интерферометра с регулятором пространственной частоты интерференционных полос, а В блок обработки сигналов введен двухканальный квадратурный сумматор сигнала с фотоприемника, подключенного к ВХОДУ сумматора, и дискриминатор пространственной частоты, при этом ВЫХОД сумматора через дискриминатор подключен к регулятору пространственной частоты интерференцион- S ных полос. СО sr со О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ф,":д1е®3®ц» (П. !! И!.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3512416/18-25 (22) 17.08.82 (46) 15 ° 02 ° 84, Бюл. Р 6 (72) В.С.Лебедев, Г,И.Таранов, Е,П.Антонец и С.М.Алексеев (53) 535.511 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

6о заявке М 2876217/25, кл, G 01 В 9/02, 25,01,80.

2. ГОСТ 17772-79 Приемники излучения и устройства приемные полупроводниковые фотоэлектрические, М., 1979, с. 37-41 (прототип), (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РАЗМЕРА ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ ПЛОЦАЛКИ

ФОТОПРИЕМНИКОВ, содержащее источник излучения, формирователь тестового изображения на исследуемый фотопри3(51) G 01 R; G 01 В 9/02 емник с подключенным к нему блоком обработки сигналов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, расширения динамического диапазона измерений, формирователь тестового изображения выполнен в виде модуляционного интерферометра с регулятором пространственной частоты интерференционных полос, а в блок обработки сигналов введен двухканальный квадратурный сумматор сигнала с фотоприемника, подключенного к входу сумматора, и дискриминатор пространственной частоты, при этом выход сумматора через дискриминатор подключен к регулятору пространственной частоты интерференцион- Я ных полос °

107 3716

Изобретение относится к средствам измерения конструктивных характеристик фотоприемников, работающих в инфракрасной области спектра, Известны интерференционные устрой- ства для измерения конструктивных размеров иэделий, содержащие источник излучения, модулятор фазы интер-. ферирующих лучей, средства сопряжения интерферирующих лучей с исследуемыми размерами. и блок обработки сигналов интерференционной картины с фотоприемником (11 .

Недостатком известных устройстн является невозможность измерения размеров фоточувстнительных площадок 15 фотоприемников.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения размеров фоточувствительной площадки 2О фотоприемников, содержащее источник излучения, формирователь тестового изображения на исследуемый фотоприемник с подключенным к нему блоком обработки сигналов f2)

Данное устройство обладает низкой точностью и ограниченным диапазоном измерений малых размерон фоточувствительных площадок, обусловленным необходимостью Формирования тестово- ЗО го излучения, совпадающего по размерам с исследуемой площадкой, и наличием искажений оптики.

Цель изобретения — увеличение точности и расширение динамического З5 диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник излучения, формирователь тестового изображения на исследуемый фото- 40 приемник с подключенным к нему блоком обработки сигналов, формиронатель тестового изображения выполнен н виде модуляционного интерферометра с регулятором пространственной часто-45 ты интерференционных полос, а в блок обработки сигналов введен двухканальный квадратурный сумматор сигнала с фотоприемника, подключенного к входу сумматора, и дискриминатор пространственной частоты, при этом выход сумматора через дискриминатор подключен к регулятору пространственной частоты интерференционных полос, На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, формирователь 2 тестового иэображения, включающий модуляционный интерферометр 3 и регулятор 4 60 пространственной частоты, исследуемыи фотоприемник 5, блок обработки сигналов с квадратурным сумматором б, включающим усилитель 7 первой гармоники фототока, квадратичный детекг (О»»» "»»о»»»»й»» — СОБЦ 5\»» » » ...)»

" Я) где 0

О постоянная составляющая электрического сигнала; индекс модуляции; фазовый угол интерференции, определяющий начальное положение интерференционных полос с периодом Т, относительно которого производится модуляция с частотой Я функция зависимости выходного сигнала от периода интерференционных полос, Для фотоприемника, у которого

5< h 1(О Т

8 (1- ) = 2»д (т- при периоде Т, равном размеру (2а) эффективной фоточу в ст ви тел ь н ой площадки Фотоприе мника (Т вЂ” 2а), функция К (— ) обращает1 ся в нуль. Поэтому, ныделяя в 0 (t) переменную составляющую, например первую и вторую гармоники с помощью кнадратурного сумматора- =и фиксируя обращение в нуль их амплитуд при изменении периода Т интерференционных полос, можно измерять размер эффективной площадки фотоприемника по координате Х по величине периода Т. Однако, поскольку амплитуды гармоник зависят и от фазового положения интерференционных полос, которое меняется при изменении величины периода Т в процессе измерений и в результате вибраций, амплитуды первой и .второй гармоник испытынают дополнительные нерегулярные колебания. Для подключения этих колебаний внодится дополнительная обработка электрического сигнала: с помощью вибора коэффициентон усиления усилителей в каналах ныравниваются амплитуды первой и второй гармоник и образуется сумма квадратов их амплитуд. При этом этот результирующий тор 8, усилитель 9 второй гармоники

Фототока, квадратичный детектор 10 и сумматор 11, дискриминатор 12 пространственной частоты, состоящий из компаратора 13 и формирователя 14 сигнала рассогласования, модулятор 15.

Устройство работает следующим образом.

С помощью источника излучения 1 и модуляционного интерферометра 3 на площадке исследуемого фотоприемника 5 формируются интерференционные полосы излучения, При модуляции пространственной фазы одного из интерферирующих лучей с помощью модулято" ра 15 на выходе фотоприемника 5 нозникает электрический сигнал с широким спектром, содержащим все гармоники частоты модуляции

10737 16

Составитель A,Ìåäâåäåâ

Техред Л.Пилипенко

Редактор М,Келемеш

Корректор О.Тигор

Заказ 324/45

Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, F.Óæãîðoä, ул,Проектная, 4 сигнал не зависит от фазового угла (и изменяется только с изменением о периода Т с функцией (т

В устройстве сигнал с выхода исследуемого фотоприемника 5 поступает на широкополосный усилитель (не показан), усиливается„ С помощью усилителей 7 и 9 квадратурного сумматора 6 измеренного спектра электрического сигнала с фотоприемника выделяются первая и вторая гармоники частоты модуляции с коэффициентами усиления К и К2 . Коэффициенты усиления выбирают такими, чтобы максимальные амплитуды fK(— )К, т ) и )5 (К(— )К вЂ” g гармоник на выходах сеrn

Т

Т 4 лекти вных усилителей 7, 9 были равными. С помощью квадратичных детекторов 8 и 10 формируются напряжения, пропорциональные квадратам амплитуд (К(т)К п э(п 9o) i 3 ()Кг 4 ссэМ) гармоник .

В случае многоэлементных фотоприемников наиболее целесообразно автоматизировать процесс поиска и установления периода интерференционных полос, равного размеру эффективной площадки, при котором электрический сигнал с элементарной площадки фотоприемника обращается в нуль. Для этого в схему обработки с регулирующим узлом 16 (включенным на выходе соответственно сумматора 11 двухканального квадратурного сумматора 6) дополнительно вводится дискриминатор 12 пространственной частоты. С помощью компаратора 13 и формирователя 14 сигнала дискриминатора 12 формируется сигнал рассогласования, пропорциональный К (- (-) различной полярности, зависящий от знака разности (T — 2а), который усилителем (не показан) усиливается и подается на управляющий механизм (не показан), Управляющий механизм, которым в данном случае может быть электродвигатель постоянного тока, воздействует на регулятор 4 пространственной частоты интерференционных полос, изменяет период полос, уменьшает разность (Т вЂ” 2а) до тех пор, пока управляющий сигнал, пропорционалЬный

К (— ), не обратится в нуль, В изобретении предельный период полос, которым определяется предельный размер исследуемой эффективной площадки фотоприемника, составляет h/2 и для h — 10,6 мкм составляет

5,3 мкм.