Способ измерения поперечных размеров и глубины щели в объектах

о П И С А Н И Е (и1861936

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскии

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополннтельное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 18. 10. 78 (21) 26б4140/25-28 с прнсоединеннем заявки РЙ—

G 0l В 11/08

Гаеудярстеенны11 кемитет (23) приоритет

Опубликовано. 07.09,81. Бюллетень J4 ЗЗ

60 денем изобретений н етнрытий (58) УДК 531. 7 i 7. .12(088.8) Дата опубликования оннсання 09 .09.81 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ

И ГЛУБИНЫ ЩЕЛИ В ОБЬЕКТАХ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении поперечных с размеров и глубины узких щелей и отверстий, толщины материала, градуировке мерительного инструмента и

Tеда

Известен способ измерения поперечных размеров и глубины щели в. объек-. тах, заключающийся в том, что щель облучают двумя. пучками света под фиксированными углами к аксиальному направлению щели, за щелью измеряют интенсивность той части этих пучков, света, которая прошла через щель, и по соотношению интенсивностей вычисляют глубину и поперечный размер щели (1).

Этот способ обладает недостаточ- . ной точностью-измерений из-за влияния на результат измерения колебаний интенсивности излучения, качества поверхности, материала щели и точности. измерения углов падения зондирующих пучков света.

Наиболее близким к изобретению является способ. измерения поперечных размеров и глубины щели в объектах, заключающейся в том, что формируют монохроматический когерентный поляризованный параллельный сьетовой пучок и направляют его на щель параллельно оси щели, за щелью в зоне фореаюрования дифракционйой картины, Фраунгофера измеряют расстояние между экстремальными точками этой картины, симМетричными относительно ее центра, и определяют углы между направлением светового пучка и направлейиями .. из цеитра щели на экстремальные точки дифракционной картйЭтот способ обладает недостаточной точностью измерений из-эа влияния глубины щели на точность измерения поперечных размеров щели.

861936,.Целью изобретения является повыщение точности измерений поперечных размеров и,гпубийы щели, Цель достигается тем, что наклоняют объект таким образом, чтобы между направлением светового пучка и осью щели образовался фиксированный угол, за щелью в зоне формирования дифракционной картины Фраунгофера измеряют расстояние между экстремальными точ- 10 ками второй дифракционной картины, симметричными относительно ее центра, и определяют углы между направлением светового пучка к направлениями центра щели на экстремальные точки второй дифракционной картины, а поперечные размеры и глубину щели вычисляют по следующим формулам

1 о

2) 51И4) +Ч > МИ + 8 !È Фо1 (ЧИ (+Ч,)-МИ й1МИ ФД .q (А- У„) ф tgy g где cf — поперечные размеры щели;

25 b — глубина щели;

А — длина волны света;

of.» фиксированный угол между направлением светового пучка и осью щели; ЗО угол между направлением светового пучка и направлением на экстремальную точку первой дифракционнои картины, — угол между направлением светового пучка и направлением на экстремальную точку второй дифракционной картины.

На фиг. 1 изображен ход лучей в

40 схеме устройства .при направлении зондирующего щель пучка лучей параллельном оси щели в объекте; на фиг. 2— ход лучей в .схеме устройства при направлении зондирующего щель пучка лучей„ составляющем фиксированный угол с осью щели в объекте.

Устройство для реализации способа измерения поперечных размеров и глубины .щели в объектах содержит осветитель (на чертеже не показан), объектив 1, расположенный соосно с осветителем, и экран 2, расположенный в зоне формирования дифракционной картины Фраунгофера. Ы

Способ измерения поперечных размеров и глубины щели 3 в объекте 4„ например щели спектрального прибора или отверстия в фильтре, заключается в том, что формируют монохроматический когерентный поляризованный параллельный световой пучок и направляют его на п ель 3 параллельно ее оси. За щелью 3 в зоне формирования дифракционной картины

Фраунгофера на экране 2 измеряют расстояние между экстремальными точками этой картины, симметричными относительно ее центра, и определяют углы между направлением светбвого пучка и направлением центра щели 3 на экстремальные точки дифракционной картины.

Затем наклоняют объект 4 таким образом, чтобы между направлением светового пучка и осью щели 3 образовался фиксированный угол, за щелью 3 в зоне формирования дифракционной картины Фраунгофера измеряют расстояние между экстремальными точками второй дифракционной картины, симметричными относительно ее центра, и определяют углы между направлением светового пучка и направлениями центра на экстремальные точки второй дифракционной картины. При этом поперечные размеры и глубину щели

3 вычисляют по следующим формулам. — > —. р% H )

k Ь сии90 2 О!

2 A. МИ (+94-S И !-- 1И о 3

Z) ь

В!И(А+Ч )-МИ 1МИ%ЭдМ+ 4+1РМЦМо1 где 4 — поперечные размеры щелк;

Й вЂ” глубина щели;

А — длина волны света;

О . — фиксированный угол между направлением светового пучка и осью щели; @ - угол между направлением светового пучка и направлением на экстремальную точку первой дифракционной картины

Ч 1 — угол между направлением светового пучка и направлением на экстремальную точку второй дифракционной картины.

Формулы (1) и 1,2) выведены с учетом геометрических построений на фиг. 1 и 2.

Формула изобретения

Способ измерения поперечных размеров и глубины щели в объектах, заключающийся в том, что формируют монохроматический когерентный поляризованный параллельный световой пучок И направляют его на щель парал5 861.9 лельйо оси щели, за щелью в зоне формирования дифракцизнной картнны

Фраунгофера измеряют расстояние между экстремальными точками этой.картины, симметричными относительно ее центра, и определяют углы между направлением светового пучка и направ лением.из центра щели на экстремальные точки дифракционной картины, отличающийся тем, что, 10 с целью повышения точности измерений поперечных размеров и глубины щели, наклоняют объект таким образом, чтобы между направлением светового пучка и осью щели образовался фиксированный угол, за щелью в зоне формирования дифракционной картины фраунго@ера измеряют расстояние ,между экстремальными точками вто.рой дифракционной картины, симмет Ричными относительно ее центра, и oII" ределяют углы между направлением светового пучка и направлениями центра щели на экстремальные точки

1второй дифракционной картины, а по- д

1перечные размеры и глубину щели sb.

1числяют по следующим формулам ч, У

511I$о 2

ЗЬ б rpe d — поперечные размеры щели; — глубина щели;

Х вЂ” длина волны света;

Д, - фиксированный угол между направлением светового пучка и осью щели; — угол между направлением свео тового пучка и направлением на экстремальную точку первой дифракционной картины;

Ч1 — угол между направлением светового пучка и направлением на эксремальную точку второй дифракционной кар-. тины.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Патент Франции Ф 2261503, кл. G 01 В 11/12,Ю . 01 0 3/00, 1975.

2. Игнатов В.А. .Мордасова Г. M., Мордвинов В.A. Ровенский В.Б. Бесконтактные оптические измерения размеров .малых отверстий и щелей. Обмен опытом в радиопромьппленности. 1975, У 4, с. 52-54 (прототип) .

861936

Составитель H. Юров. Редактор Т. Кузнецова Техред @.Рейвес КорректорH Швыдкая

Заказ 6526 33 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета GCCP по делам изобретений и открытий!

l3035s Иосквад Ж 235 Ра чпская наб.2 д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4