Спосіб вимірювання шорсткості поверхні

1 Спосіб вимірювання шорсткості поверхні, який полягає в тому, що поверхню, що досліджується, освітлюють поляризованим випромінюван ням, виділяють фрагмент розсіяного поля, визначають його поляризацію, будують матрицю Мюлера, по елементах якої судять про шорсткість, який відрізняється тим, що матрицю Мюлера повертають до отримання симетричної матриці шляхом и математичного повороту або фізичного повороту поверхні 2 Спосіб за п 1 , який відрізняється тим, що із матриці Мюлера виділяють її складову матрицю, яка не змінюється при математичному повороті або фізичному повороті поверхні, і за и значенням виносять рішення щодо шорсткості поверхні Винахід відноситься до вимірювальної техніки, зокрема - оптичним методам вимірювання шорсткості поверхні полімерних оптичних елементів та McClain, Wen-ham Jeng, Biswajt Pati, Yaommg Shi, Duan Tian Appl Optics V 33 №7, p 1230-1241 (1994) ВІДПОВІДНО ДО ЦЬОГО метода поверхню освітлюють поляризованим випромінюванням, визначають поляризацію відбитого випромінювання і будують матрицю Мюллера зразка, який досліджується Порівнюють елементі матриці Мюллера з теоретичною матрицею, яка має вигляд ,4 1 1 ПЛІВОК Для вимірювання шорсткості широко використовуються профілометри, оптичний або механічний щуп яких відслідковує профіль поверхні при переміщенні від однієї точки поверхні до іншої Такі вимірювання вимагають багато часу і за їх допомогою не можливо провести вимірювання всієї поверхні ВІДОМІ також оптичні методи, які дозволяють визначити шорсткість всієї поверхні за відношенням дзеркально відбитої компоненти світла до розсіяної Точність такого метода обмежується точністю вимірювання інтенсивності світла розсіяного у великий просторовий кут Шорсткість поверхні може бути визначена за зміною поляризації світла відбитого від поверхні, що досліджується Наприклад за елепсометричними параметрами % та Д (Петровский ГТ Доклады АН СССР, т 290 №2 стр 317-321 (1986) Однак значення цих параметрів залежить не тільки від шорсткості поверхні, а і від властивостей матеріалу поверхні, що ускладнює визначення шорсткості поверхні Найближчим до метода, який заявляється, є спосіб визначення величини розсіювателів, які розташовані хаотично у просторі за значенням елементів матриці Мюллера цього простору (W М о (О де d - характерний розмір неоднорідності, X довжина хвилі випромінювання Не важко бачити, що, знаючи довжину хвилі світла, за значенням, наприклад, елементу 41 побудованої матриці визначається характерний розмір неоднорідності поверхні, яка досліджується Цей метод застосовується в першу чергу для визначення величини частинок, що розсіюють випромінювання, у розчинах Якщо розміри частинок менші за довжину хвилі випромінювання і вони розташовані хаотично, то їх особисті властивості не позначаються на значенні елементів матриці Мюллера Однак, при визначенні шорсткості поверхні за цим методом поляризація відбитого випромінювання буде залежати як від геометрії поверхні, так і від и оптичних властивостей, наприклад, оптичної анізотропії Якщо промінь послідовно відбивається від двох неоднорідностей поверхні, то таке відбиття еквівалентно проходженню променя через дві пластини з різною орієнтацією лінійної анізотропії Матриця Мюллера, яка описує таку систему складається з матриці оптичної активності та лінійної анізотропії У загальному випадку вона буде мати несиметричний вигляд, що ускладнює визначення шорсткості поверхні шляхом порівняння и матриці з теоретичною матрицею, яка має симетричний вигляд Задачею винаходу є підвищення точності визначення шорсткості поверхні Задача вирішується за рахунок того, що поверхню, що досліджується, освітлюють поляризованим випромінюванням, виділяють фрагмент розсіяного поля, визначають його поляризацію, будують матрицю Мюллера, по елементах якої судять о шорсткості, причому матрицю Мюллера повертають до отримання симетричної матриці шляхом и математичного повороту або фізичного повороту поверхні, наприклад, за рахунок того, що із матриці Мюллера виділяють її складову матрицю, яка не змінюється при математичному повороті або фізичному повороті поверхні і за її значенням виносять рішення щодо шорсткості поверхні При цьому як при фізичному повороті поверхні, так і при математичному повороті матриці її елементи змінюються за законом M^^Sf-ejMi^Sfe), де S - матриця повороту на кут Є, М|(Я,,) - побудована матриця, М1(Я,|) - симетрична матриця О шорсткості судять за елементами симетричної матриці Поставлена задача вирішується за рахунок того, що значення симетричних елементів, 60440 4 лінійної анізотропії Більш того, з цієї матриці можна виділити складову симетричну матрицю або матриці, які не змінють своє значення при фізичному повертанні поверхні, або при математичному повороті матриці, наприклад, наступним методом (CloudeSR and E Pettier Opt Eng 34 1599-1610 (1995) Матрицю Мюллера, яка має вигляд Ао+Во C+N H + L I +F C-N А+В E-J K-G Н E+J А-В M-D K+G D Ао-В перебудовують на матрицю I-IJ Ао + А C-iD H + iG K-iL С+Ю E + iF H-iG E-iF В о - В M-iN Т K + iL I + IJ M-iN Ao-A Матриця Т є ермітовою і їй завжди може бути наданий діагональний вигляд Ц 0 0 0 0 Х2 0 0 0 0 Хъ 0 0 0 0 Х4 де Я,, власні значення цієї матриці Далі визначають ентропію матриці N , і якщо Н