Устройство для интерференционных измерений

 

(и) 458707

ОПИС

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.02.72 (21) 1752878 25-28 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.01.75. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 18.03.75 (51) М. Кл. G 01Ь 11/26 осударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и откоытий (53) УДК 531.717(088.8) (72) Авторы изобретения

А. Н. Седов, Ю. И. Урывский, В. А. Попов и В. И. Кононов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ

ИЗМЕРЕНИЙ

Изобретение касается техники фотоэлектрических измерений, а именно интерференционных измерений при облучении образцов с переменным углом падения.

Известны устройства для интерференционных измерений, например, толщ ин тонких пленок, содержащие предметный стол для установки контролируемого образца, осветитель, фотоприемник, две оптических системы, формирующие падающий и отраженный световые пучки, и узел ска н ирования углов падения и отражения, перемещающий оптические системы возвратно-поступательно, что обеспечивает изменение углов падения и отражения.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Это достигается тем, что узел сканирования выполнен в виде двух синфазно вращаемых шпинделей, оси которых расположены симметрично относительно нормали к поверхности предметного стола и проходят через его центр, а оптические системы содержат каждая по два установленных на вращаемых шпинделях плоских зеркала, направляющих световые пучки в точку пересечения шпинделей.

Кроме того, привод синфазного вращения шпинделей выполнен в виде двух одинаковых конических зубчатых колес, установленных по одному на каждом:из шпинделей, и общего ведущего конического зубчатого колеса.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. Оно содержит предметный стол 1, два принудительно вращаемых шпинделя 2 и

3, расположенных симметрично относительно

5 нормали к плоскости предметного стола и составляющих с ней углы 8, привод шпинделей, выполненный в виде двух одинаковых конических зубчатых колес 4 и 5, закрепленных соответственно на шпинделях 2 и 3, и ведущего

10 конического зубчатого колеса 6, осветитель 7, фотоприемник 8 и две оптических системы, состоящих каждая нз объектива 9 (10) и двух плоских зеркал 11 и 12 (13 и 14), закрепленных на вращающихся частях шпинделей. Углы

15 О находятся в пределах

arctg — (9 (90 — arctg — .

R о

Л h

Осветитель 7 и фотоприемник 8 расположе20 ны соосно шпинделям 2 и 3, а неподвижные объективы 9 н 10 обеспечивают получение действительных изображений диафрагмы осветителя и входного зрачка фотоприемника в плоскости предметного стола. Зеркала 11, 12, 13 и

25 14 размещены на вращающихся частях шпинделей. Первые плоские зеркала 11 и 13 размещены на оси вращения шпинделей и составляют с ней угол 45 . Вторые зеркала 12 и 14 удалены от оси вращения на расстояние R. Hop30 мали к поверхностям зеркал 12 и 14 пересека458707 ются с осями шпинделей и составляют с ними соответственно углы р -= 45 + 0,5 arctg —, h где h — расстояние от центра предметного стола до точки пересечения оси вращения шпинделя с плоскостью зеркала 11 (13); R — расстояние от оси вращения шпинделя до центра зеркала 12 (14) .

Массы зеркал, размещенных на вращающих ся частях шпинделей, уравновешены противовесами (на черте>ке не показаны).

Устройство для интерференционных измерений работает следующим образом. На предметный стол 1 устанавливают испытуемый образец отражающей поверхностью вниз. Шпиндели 2 и 3 устанавливают в одно именное положение и обеспечивают прохождение светового пучка от осветителя 7 к фотоприемнику 8. Световой пучок отражается последовательно от зеркал 11, 12, поверхности образца, зеркал 14 и 13. Затем приводят шпиндели 2 и 3 в синфазное вращен ие. Угол падения а светового пучка, равно как и угол отражения, периодически изменяется в диапазоне от а„„, = О + arctg —, )

h до а„„„= О + arctg —, R

h по за кону

ncos0 p R sin Ocosq а = 90 — arcsin

У 2+Р3 где cp — угол поворота шпинделя от исходного положения, соответствующего значению я„с.

Благодаря тому что шпиндели динамически уравновешены, сканирован ие угла падения

5 проходит без дополнительных инерционных нагрузок. По изменению интенсивности светового потока, поступающего на фотоприемник, судят об интерференционном спектре исследуемого образца.

Предмет изобретения

1, Устройство для интерференционных изме15 рений, содержащее предметный стол для установки контролируемого образца, осветитель, фотоприемник, две оптические системы, формирующие падающий и отраженный световые пучки, и узел сканирования углов падения и

20 отражения, отл и ч а ю щеес я тем, что, с целью повышения быстродействия, узел сканирования выполнен в виде двух синфазно вращаемых шпинделей, оси которых расположены симметрично относительно нормалями к по25 верхности предметного стола и проходят через его центр, а оптические системы содержат ,каждая neo два установленных на вращаемых шпинделях плоских зедкала, направляющих световые пучки в точку пересечения шпииде30 лей.

2. Устройство по л. 1, отличающееся тем, что пр ивод синфазного вращения шпинделей,выполнен в виде двух одинаковых конических зубчатых колес, установленных по од35 ному на каждом из шпинделей, и общего ведущего конического зубчатого колеса.