Спосіб визначення шорсткості поверхні

Спосіб визначення шорсткості поверхні, який полягає в тому, що на поверхню, яка досліджується, спрямовують поляризоване випромінювання, а 39069 сивності з лінійною горизонтальною поляризацією, лінійною поляризацією з азимутом у 45 градусів до горизонту і правоциркулярною поляризацією і вимірюють ці інтенсивності за допомогою чотирьох послідовно розташованих фотоприймачів. Недоліком цього способу є його критичність до незначних неконтрольованої зміни параметрів поляризаційних елементів, за допомогою яких провадиться розподіл випромінювання, та необхідність точної калі бровки чотирьох фотоприймачів. Крім цього, для визначення параметрів поверхні необхідно провести її зондування як мінімум чотирма пучками з різною поляризацією, що передбачає у загальному випадку втручання також у зондуюче випромінювання за допомогою керування параметрами поляризаційних елементів. Задачею винаходу є розробка способу визначення шорсткості поверхні шляхом контролю зміни поляризації зондую чого випромінювання після його відбиття від поверхні, яка дослідується, без втручання у випромінювання і за умови стаціонарності всіх оптичних елементів приладу для здійснення способу. Оскільки забезпечити стаціонарний режим простіше, ніж проводити керування параметрами, вирішення поставленої задачі дозволяє підвищити точність способу за винаходом. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що на поверхню, яка досліджується, спрямовують поляризоване випромінювання, а на фотоприймач – чотири різні за поляризацією промені і за електричним сигналом з фотоприймача судять щодо шорсткості поверхні та, згідно з винаходом, збуджують чотири когерентних промені, два з яких мають однакову частоту і однакову лінійну поляризацію, а два інших – ортогональну до них поляризацію та частоту, які відрізняються між собою та від двох інших променів, два ортогонально поляризованих промені спрямовують за однаковим шляхом на поверхню, що досліджується, і потім на квадратичний фотоприймач, а два інших – також по однаковому шляху безпосередньо на цей фотоприймач. Для здійснення способу збуджують два ортогонально поляризовані промені з різницею частот ω1. Спрямовують ці промені за одним шляхом, складаючи при цьому їх електричні вектори до отримання сумарного електричного вектора, азимут якого повертається з частотою ω1 від –0 до 360 градусів. Далі цю пару променів спрямовують на поверхню, що досліджується, і потім на квадратичний фотоприймач. Одночасно збуджують іншу пару ортогонально поляризованих променів з різницею частот ω2 та спрямовують їх за шляхом, що збігається, на той самий фотоприймач, складаючи при цьому їх електричні вектори до отримання сумарного електричного вектора, азимут якого повертається з частотою ω2 від 0 до 360 градусів, при цьому в одного променя цієї пари частота і поляризація збігається з частотою і поляризацією променя з іншої пари променів. За характером електричного сигналу з фотоприймача судять щодо параметрів поверхні. Потрапляючи на квадратичний фотоприймач, ці дві пари променів утворюють електричний сигнал: Y = ( E1 × E j ) + 2( E1 × E 2 ) cos(w1 - w2 )t + ( E 2 × E 2 ), де E1 - сумарний електричний вектор першої пари променів після відбиття від поверхні, а E 2 - сумарний електричний вектор іншої пари променів, ( E1 × E j ) - скалярний добуток відповідних векторів. Оскільки вектор E1 до відбиття від поверхні та вектор E 2 на фотоприймачеві відомі у кожний момент часу, то визначивши спектр сигналу з фотоприймача, можна визначити з необхідною точністю і поляризацію першої пари векторів після відбиття. Визначивши характер зміни цієї пари векторів при відбитті, судять щодо властивостей поверхні, яка досліджується. Спосіб може бути реалізовано за допомогою пристрою, схема якого наведена на фігурі. На схемі зображені зееманівські Не-Ne лазери й та 2, які складаються з резонаторів 3, елементів з обраною фазовою анізотропією 4, активного середовища 5. Ці лазери розташовані таким чином, що частина випромінювання крізь поляризатор 6 за допомогою дзеркал зв'язку 7, 8 одного лазера потрапляє до другого. Причому поляризатор розташовано таким чином, що вісь найбільшого пропускання збігається з поляризацією променів кожного з лазерів, частоти яких збігаються. Внаслідок синхронізації цих променів на активному середовищі кожного з лазерів забезпечується когерентність усіх чотирьох променів, які випромінюються цими лазерами. Інша частина випромінювання лазера 1 спрямовується на поверхню 9 та квадратичний фотоприймач 10, які розташовані так, що випромінювання лазера 2 потрапляє безпосередньо на фотоприймач 10. За рахунок того, що відсутнє втручання в промені та виключається дія досліджуваної пластини на характеристики другої пари променів. сигнал з фотоприймача містить інформацію тільки про оптичні параметри поверхні, що досліджується. Це забезпечує підвищення точності та спрощення здійснення способу визначення шорсткості поверхні. 2 39069 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3