Способ бесконтактного определения шероховатости поверхности

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 В 11/30

ГОСУДАРС ГВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4724822/28 (22) 27.07.89 (46) 15..12,91. Бюл, N 46 (71) Институт химии поверхности АН УССР (72) В,П. Юрина-Цимбал (53) 531 715.27(088.8) (56) Gary Е. Sommergren, Optical

hetегоdyneproftlometer. — Apptyed Optics, 1981, v.20, N 40, р, 610 — 618. (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ (57} Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтак.гного измерения шероховатости и волнистости поверхности в машиностроении, приборостроении и микроэлектронике.

Цель изобретения — расширение области использования способа путем определения помимо шероховатости еще и волнистости поверхности. В способе стабилизированное

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам неразрушающего оптического контроля шероховатости и волнистости поверхности, и может быть использовано для бесконтактного измерения шероховатости и волнистости поверхности в машиностроении, приборостроении, микроэлектронике, в том числе высококлассных поверхностей прецизионных деталей, оптических деталей, полупроводниковых пластин интегральных схем, Цель изобретения — расширение области использования способа путем определения помимо шероховатости еще и волнистости поверхности.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для реализации спосо„„SU „„1698641 А1 по абсолютной частоте и разности частот двухчастотное излучение лазера разделяют на опорный и два информационных пучка, один из которых разводится по поляризациям, и формируют оптическими элементами на контролируемую поверхность так, чтобы один из разведенных пучков был совмещен с осью ее вращения, а компонент второго информационного пучка фокусируют на контролируемую поверхность в центр разведенного пучка, не совмещенного с осью вращения поверхности, осуществляют обратное преобразование отраженного от контролируемой поверхности света и направляют на информационные фотоприемники. В результате появляется возможность расширить диапазон спектрального состава шаговых характеристик неровностей поверхности и выделить волнистость и шероховатость иэ общей совокупности неровностей.

1 ил. ба беэконтактного определения шероховатости поверхности.

Устройство содержит лазер 1, четвеотьволновую пластину 2, полупрозрачное зеркало 3, вращающуюся полуволновую пластину 4, поляризатор 5, фотоприемник 6, полупрозрачное зеркало 7, поворотное зеркало 8, полупрозрачное зеркало 9, линзу 10. призму Волластона 11, призму 12, поляризационный кубик 13, полупрозрачное зеркало

14, микрообъективы 15 и 16, поляризационный кубик 17. поворотное. зеркало 18, линзу

19, поворотное зеркало 20, полупрозрачное зеркало 21, поляризатор 22, фотоприемник

23, поляризатор 24 и фотоприемник 25, На чертеже стрелками указано направление поляризации в информационных и

1698641 опорном пучках; d — диаметр пучков и й, сравнимый с базовой длиной шероховатости поверхности, m — расстояние между центрами пучков, которое больше базовой длины шероховатости повеохности; а — 5 центр пучка I, совмещенный с центром вращения поверхности 26 контролируемого из-. делия, Ь вЂ” центр пучка li, в который сфокусирован пучок lil.

Способ осуществляют следующим об- 10 разом.

Контролируемую поверхность 28 вращают с постоянной скоростью и освещают двумя монохроматическими когарентными линейно поляризованными пучками света с 15 взаимно ортогональной поляризацией, сформированными лазером 1, четвертьволновой пластиной 2, полупоозрачным зеркалом 9, линзой 10, призмой Волластона 11, призМоА 12 и микрообъективами 16 и 15 Т8К, что 20 на контролируемой поверхности 26 их диаметры б сравнимы с базовой длиной шероховатости поверхности, а расстояние m между ними больше базовой длины.

Первый иэ этих пучков I совмещают с 25 центром а вращения поверхности 26 конт- ролируемого изделия, В центр Ь второго пучка il, не совмещенного с центром вращения повсрхности, фокусируют линзой 16 третий пучок ill, сформированный лазером 30

1, четвертьволновой пластиной 2, полупрозрачным зеркалом 17 и поляризационным кубиком 13, имеющим поляризацию, ортогональную поляризации второго пучка II, Для получения информации о волнистости 35 поверхности осуществляют обратное преобразование первого и второго пучков i m! I, отраженных от поверхности 26, объективами 15 и 16, поляризационной г,ризмой 13, призмой Волластона 11 и линзой 10, выво- 40 дят пучок на информационный фотоприамних 25, перед которым установлен поляризатор 24, Для получения информации о шероховатости второй и третий пучки

li л lit, отраженные от поверхности 26, выводят на фотоприемник 23 объективом 16, полупрозрачным зеркалом 14, поляризационной призмой 17, зеркалом 18, линзой 19, зеркалом 20. полупрозрачным зеркалом 21 и поляризатором 22. Для учета фазовых биений источника излучения формируют опорный пучок полупрозрачным зеркалом 3, вращающейся полуволновой пластиной 4 и поляризатором 5 и выводят на фотоприемник 6,,Формула изобретения

Способ бесконтактного определения шероховатости поверхности, заключающийся в том. что вращают поверхность с постоянной скоростью, освещают ее двумя монохроматическими когерентными линейно поляризованными пучками света с взаимно ортогональной поляризацией, первый иэ которых совмещен, а второй не совмещен с центром вращения поверхности, определяют разность фаз между отраженными от поверхности пучками и изменение разности фаз во вре мени, по которым судят о шероховатости поверхности, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования способа путем определения помимо шероховатости еще и волнистости поверхности, освешают поверхность третьим пучком, сфокусированным в центре второго пучка и лмеющим поляризацию, ортогональную. поляризации второго пучка. первый и второй пучки формируют так, чтобы на контролируемой поверхности их диаметры были сравнимы с базовой длиной шероховатости поверхности, а расстояние между ними было больша базовой длины, а определение разности фаэ между пучками и ее изменения во времени производят между, отраженными от поверхности первым и вторым пучками и вторым и третьим пучками соответственно, по которым судят о волнистости и шероховатости, 1698641

Составитель Л."Лобзова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор А.Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 4385 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт ям при ГКНТ СССР

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