Устройство для контроля пропускания плоских пластин в вакуумной ультрафиолетовой области

 

!!ц83О864

ОПИСАЙЙЕ

ИЗОБРЕТЕЙМЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со!оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 02.06.78 (21) 2G23990 18-25 с присоединен;!ем заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 23.10.82. Бюллетень М 39 (51) М. Кл."

G 01N 21/59

Государственный комитет (53) УДК 535.345 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 23.10.82 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОПУСКАНИЯ

ПЛОСКИХ ПЛАСТИН В ВАКУУМНОЙ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ

ОБЛАСТИ

Изобретение относится к области оптического контроля материалов и мОжет быть использовано для контроля коэффициентов пропускания плоских пластин и плоских окон, присоединенных к колбам электровакуумных и газоразрядных приборов, работающих в вакуумной УФ-области.

Известно устройство для контроля пропускаиия плоских пластин с помощью спектрофотометра, работающего в ультрафиолетовой и видимой областях спектра (1).

Однако измерение относительных коэффициентов пропускания указанных образцов в вакуумной ультрафиолетовой области довольно трудоемко и требует дополнительных приспособлений.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для контроля пропускания плоских пластин в вакуумной ультрафиолетовой области, содержащее источник излучения и приемный фотоэлемент с оптическими окнами (2). Для измерений контролируемых образцов использован специальный вакуумный монохроматор герметично соединенный с источником широкополосным приемным фотоэлементом. Исследуемый образец помещают в вакуумную камеру.

К недостаткам известного устройства относится необходимость выполнения измерений в вакуумной УФ-области с помощью герметичных камер, монохроматора, чтоусложияст и замедляет процесс контроля.

Для измерений требуется провести ряд подготовительных и завершающих операций, таких, как помещение образца в вакуумную камеру. ее герметизация, а после измерения — разгерметизацию и извлечение образца. Камеры для образцов серийных мо-!!) нохром аторов, например, BMP-2, рассчитаны иа помещение только коротких образцов, длиной не более 20 — 30 мм. Таким образом для контроля коэффициента пропускания окна колбы и его изменения после

15 какой-либо технологической операции необход!!х!о отделить окно от колбы, т. е. разруш ить кол бу.

Цель изобретения — упрощение и ускорение контроля пропускания плоских пластин в вакуумной ультрафиолетовой области.

Поставленная цель достигается тем, что, в известном устройстве для контроля пропускания плоских пластин в вакуумной ультрафиолетовой области, содержащем источник излучения и приемный фотоэлемент с оптическими окнами в качестве источника излучения использованы ксеноновые или криптоновые резонансные лампы, приемный фотоэлемент выполнен с фотокатодом

830864

1 1

"изм — о 1 ., 1 с = р пз сслсктпвного материала, нсчувствитсл(ного впс вакуумной ультрафиолетовой обласп(, а источник излучения и присмный фотоэлеме1гг помещены в двух фиксированных положениях, в которых их оптические окна контактируют или непосредственно или через контролируемую пластину.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано конструктивное выполнение установки для контроля пропускания плоских пластин в вакуумной улырафиолетовой области.

Устройство содержит: источник 1 HHJly«ения с оптическим окном 2, который имеет форму, позволяющую ввести его внутрь контролируемой колбы 3 с плоским окном

4, т. е. плоской контролируемой пластиной, фотоэлемент 5,с оптическим окном 6, На чертеже показано фиксированное положение источника 1 излучения и приемного фотоэлемента б, при котором их оптические окна 2 и б контактируют через контролируемую плоскую пластину 4.

В качестве источника 1 излучения используются почти монохроматичные в вакуумной ультрафиолетовой области ксеноновые или криптоновые резонансные лампы, Приемный фотоэлемент выполнен с фотокатодом из селективного материала, например, из никеля, иодидов меди или цезия, нечувствительного вне вакуумной ультрафиолетовой области. Выбором соответствующих материалов оптических окон определяется спектральный диапазон чувствительности приемного фотоэлемента.

При контроле окон, присоединенных к колбам, применяют источник излучения или приемный фотоэлемент, имеющий форму и размеры, позволяющие ввести его внутрь контролируемой колбы до соприкосновения с окном. Ксеноновые лампы через флюоритовое окно в пределах всей указанной области излучают только резонансные линии ксенона 147 и 129,5 нм с отношением интенсивностей приблизительно 100: 1. Криптоновые лампы с окном из фтористого магния в той же области излучают резонансные линии криптона 124 и 116,5 нм с отношением интенсивностей приблизительно

10: 1 и резонансную линию 147 нм ксенона, присутствующего в качестве примеси. Интенсивность линии 147 нм может составить

2 — 5% от интенсивности линии 124 нм.

Измерение коэффициента пропускания плоских пластин выполняют следующим образом: прикладывают источник излучения и приемный фотоэлемент оптическими окнами друг к другу (без зазора) и, измеряя при этом фототок, получают сигнал, соответствующий пропускание 100%; зажимают контролируемую плоскую пластину между оптическими окнами источника и приемного фотоэлемента (также без зазора) и снова измеряют фототок.

1О

15 о р зо

З5

0111он1 llllo сигналов 13о втором и первом слу 111 (х,1(1ст 11скомуlO вс, III(IIIIIJ llpOIIJ ска111(Я I I, I ÎС КО П I I JI II OÒ I I I (1>1 .

Измсрснис коэффицнс(п а нропускания окон колб выполняют аналогичным образом.

I1a источник излучения 1, которому придана форма, позволяющая ввести его внугрь контролируемой колбы 3, опускается у(юмянутая колба так, чтобы ее окно 4 соприкоснулось с оптическим окном 2 источника. K окну 4 прикладывается оптическое окно 6 приемного фотоэлемента 5.

В зависимости от вида источника пзлуче1(пя (кссноновая и криптоновая лампы) можно измерить IlpoII) скание KoHTpoJIHp) р.мой пластины при длине волны 147 или

124 пм и выполнить сортировку плоских пластин из фторидов магния, кальция, бария и лития, лейкосапфира и некоторых других материалов.

Оценки показывают, что воздушный зазор в 10 мкм уменьшает величину проходящего потока излучения на 8% при длине волны 147 нм (область максимума поглощения кислорода воздуха) и только на

0,2% при длине волны 124 нм. Фактические зазоры при измерении плоских полированш.(х пластин могут быть значительно меньше 10 мкм при плотном прикладывании их друг к другу и, соответственно, погрешность может быть значительно меньше укаЗHØIÛХ ВЫШЕ ВЕЛИЧИН.

Кссноновые и криптоновые резонансные лампы не являются вполне монохроматическими источниками, поэтому, если кроме ос(ювной линии с длин и волны 1.р и интенсивностью 1р в спектре в области чувствительности приемного фотоэлемента присутствуют и другие линии с длиной волны и интенсивностью соответственно JÄ H I,, при(ем ZI,((1р, то где тр и тдрм — соответственно, истинный и измеренный коэффициент пропускания пластины, а Л, — погрешность, вносимая каждой дополнительной линией.

Для каждой линии имеет место соотношение: где у, и ур — чувствительность приемного фотоэлемента; р, — коэффициент пропускания при

QJIHHP BOJIHbl Х;.

При измерении плоской пластины из фтористого магния с помощью криптоновой резонансной лампы и приемного фотоэлемента с фотокатодом из иодида меди (оптические окна из фтористого магния) получены следующие величийы:

830864

l jl0

gi/Ö0

116,5

147

0,1

0,05

0,25

1,0

0,9

1,25 — 0,002

+0,01Ç

Хл1 =- 0,01

Использование настоящего изобретения позволяет производить контроль коэффициентов пропускания плоских пластин и окон колб электровакуумных и газоразрядных приборов, работающих в вакуумном ультрафиолетовом диапазоне без их разрушения, причем процесс контроля ускоряется в 15 — 20 раз по сравнению с контролем с помощью известного устройства.

Формула изобретения

Устройство для контроля пропускания плоских пластин в вакуумной ультрафиолетовой области, содержащее источник излучения и приемный фотоэлемент с оптическими окнами, отличающееся тем,что, с целью упрощения и ускорения контроля, в качестве источника излучения использованы ксеноновые или криптоновые резонансные лампы, приемный фотоэлемент выполнен с фотокатодом из селективного материала, нечувствительного вне вакуумной ультрафиолетовой области, а источник излучения и приемный фотоэлемент помещены в двух фиксированных положениях, в которых их оптические окна контактируют или непосредственно или через контролируемую пластину.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тарасов К. И. Спектральные приборы, «Наука», Л,, 1968, с. 234 — 237.

2. Зайдель А. Н., Шрейдер E. Я. Спектроскопия вакуумного ультрафиолета, «Наука», М., 1967, с. 145 †1 (прототип).

830864

Составитель К. Рогожин

Редактор Е. Зубиетова Техред О. Павлова Корректор Л. Расторгуева

Заказ 1674/10 Изд. № 237 Тираж 883 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2