Спосіб визначення орієнтації поверхні плівки

Винахід належить до систем контролю орієнтації поверхні полімерної плівки. Спосіб призначений для контролю поверхні полімерної плівки при її виробництві. Існує багато оптичних способів спостереження за формою поверхні. В основному це системи з використанням відбитого променя, причому одні з них аналізують форму поверхні по відстані до різних точок цієї поверхні (тріангуляційні системи [1]), а інші по напрямку нормалі до поверхні, яка визначається по відхиленню відбитої світлової плями (датчики лінійного зсуву [2,3]). Тріангуляційні системи подають інформацію про відстань до досліджуваної ділянки плівки, але не визначають її орієнтацію в просторі, тобто не визначають напрямок нормалі до поверхні в даній точці. Показання датчиків лінійного зсуву залежать від відстані між ними і поверхнею, що відбиває світло, що обмежує динамічний діапазон вимірів, а також робить їх неможливими при неконтрольованих змінах відстаней. Крім того, робота самого датчика заснована на використанні симетрії розподілу інтенсивності по перетину світлового пучка, що істотно збільшує похибки методу при змінах розподілу інтенсивності, наприклад, через зміну типу коливань лазера, що генеруються, в процесі вимірів [4]. Для усунення впливу змін розподілу інтенсивності по перетину світлового пучка використовуються методи, що аналізують зміну поляризації при відбитті від об'єкта. При цьому залишаються недоліки відбивних систем і, крім того, відомі пристрої визначають тільки одну кутову координату [5]. Найбільш близьким до винаходу є спосіб реєстрації кута повороту площини поляризації світла, описаний в [6], в якому світло проходить крізь досліджувану пластину, жорстко закріплений поляризаційний елемент відбивного типу, фарадеєвській модулятор, аналізатор, при чому поляризаційний елемент та аналізатор орієнтовані таким чином, що площина падіння світла на поляризаційний елемент містить в собі і один з головних напрямків пропускання аналізатора, та попадає на фотоприймач. Положення, в якому зафіксовано поляризаційний елемент обирається таким чином, щоб складова сигналу від фотоприймача з частотою 2w була рівна нулю. Цей метод дозволяє визначити тільки один просторовий кут. В основу винаходу поставлено задачу контролю орієнтації досліджуваної ділянки плівки, шляхом визначення двох кутів - азимуту і нахилу. Оскільки в розробленій системі використовується світловий промінь, що проходить через досліджувану ділянку плівки, система не чутлива до змін розподілу інтенсивності по перетину світлового пучка, до зміни товщини плівки і відстані до неї, а коливання орієнтації плівки не приводять до різких змін інтенсивності сигналу, що реєструється. Спосіб дозволяє визначати обидві кутові координати нормалі до поверхні плівки щодо оптичної осі вимірювальної системи (азимут повороту і кут нахилу) за допомогою одного променя. Поставлена задача вирішується тим, що поляризаційний елемент може контрольовано змінювати свою орієнтацію, а після фотоприймача сигнал розділяється двома фільтрами на складові з частотами w та 2w . Попередньо поляризаційний елемент встановлюється таким чином, щоб світло на виході з нього було повністю деполяризованим. При цьому кутові координати контрольованої плівки та поляризаційного елемента зв'язані між собою q1 = q2 ± 90° (1) j1 = j 2 q q j j де 1 та 2 - кути азимуту, а 1 і та 2 - кути нахилу плівки та поляризаційного елементу відповідно. При зміні орієнтації полімерної плівки ці зв'язки мають вигляд q1 = q2 ± 90° + D (2) j1 = j2 + d, де D та d - зміна кутів азимуту та нахилу. У випадку, коли D та d