Спосіб контролю оптично прозорих матеріалів

Реферат: UA 95934 U UA 95934 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології оптичного виробництва і може використовуватись при виробництві оптичних приладів як для контролю оптичних стекол, так і оптичних клеїв. Зараз деталі з оптичних матеріалів виробляють на традиційному обладнанні методом шліфування і полірування заготовок, вирізаних з кристалів. Ситуація ускладнюється тим, що дефекти заготовок мікронних та субмікронних розмірів у діапазоні видимого оптичного випромінювання візуально не ідентифікуються і виявляються тільки при контролі оптичних параметрів виготовлених деталей після їх з'єднання оптичними клеями в готовий виріб [1]. Це призводить до того, що при виробництві оптичних приладів існує певний відсоток браку оптичних деталей та їх оптичних блоків. Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим за прототип, є спосіб контролю якості матеріалів, прозорих в оптичному діапазоні випромінювання, який включає реєстрацію зображення за допомогою оптико-електронної цифрової камери, оптичне зображення створюється у вигляді ґратки, а реєстрацію зображення здійснюють після проходження випромінювання через тест-систему, яка складається зі зразка оптичного матеріалу, та другої ґратки, ідентичної першій, поверненої відносно першої ґратки. Спочатку реєструється зображення еталонного зразка, а потім зразка, що контролюється. Якість зразка визначається шляхом порівняння з еталоном [2]. Такий метод завдяки тому, що при використанні двох ґраток, одна з яких повернена відносно іншої, створюється муаровий візерунок, дозволяє підвищити чутливість вимірювання. До того ж цей метод простий в реалізації. Недоліком прототипу є те, що неможливо проводити контроль мікрооб'ємів оптичного матеріалу, а результат вимірювань не має цифрового значення. Задачею запропонованої корисної моделі є створення способу контролю оптично прозорих матеріалів, що дозволяє проводити додатково контроль мікрооб'ємів оптичного матеріалу, а результат вимірювань отримувати у цифровому визначенні. Поставлена задача вирішується тим, що пропонується спосіб контролю оптично прозорих матеріалів, який включає опромінювання ґратки, формування зображення, що пройшло через зразок, що контролюється, реєстрацію зображення ґратки за допомогою оптико-електронної цифрової камери та порівняльного аналізу зображення ґратки, що сформовано через еталонний зразок та зразок, що контролюється, яка відрізняється тим, що зображення ґратки, що пройшло через зразок оптичного матеріалу, формується в оптичному мікроскопі, а порівняльний аналіз з еталоном проводиться шляхом визначення цифрового значення сигнал/шум на лінійній ділянці кривої контрастності оптико-електронної системи контролю. Позитивний ефект запропонованого технічного рішення полягає в тому, що спосіб за запропонованою корисною моделлю дозволяє проводити додатково контроль мікрооб'ємів оптичного матеріалу, а результат вимірювань отримувати у цифровому визначенні. Новизна запропонованої корисної моделі обумовлена сукупністю відомих та вперше запропонованих складових та ознак цього технічного рішення. Приклади реалізації. 1. Реалізацію технічного рішення було здійснено на зразках оптичного клею ультрафіолетового затвердження, прозорість та інші оптичні характеристики якого можна змінювати за рахунок введення додаткових складових. Було підготовано 9 зразків клею (з яких один (№ 9) був еталонним), що були заполімеризовані між двома покривними стеклами (15×15×1 мм), зазор між якими становив 100 мкм, діаметр заполімеризованого зразка оптичного клею - 10 мм. Як мікроскоп використовувався мікроскоп для біологічних досліджень типу БИОЛАМ, який дозволяв проводити контроль зразків на проходження світла. Телевізійна камера цифрова Novus-130 ВН з ПЗЗ- матрицею Sony 1/3 дюйми, розподільною здатністю 752×582 встановлювалась безпосередньо на окуляр мікроскопа. Як ґратки було використано міри за ГОСТ 15114-78 "Системы телескопические для оптических приборов. Визуальный метод определения предела разрешения". Для контролю було обрано міру, яка відповідала лінійній ділянці кривої контрастності. Випромінювання від галогенної лампи розжарювання проходило через ґратку, потім через зразок (або еталон), що контролювався, і через оптичну систему мікроскопа, зображення ґратки проектувалось на ПЗЗ матрицю телекамери. Цифрове зображення формували та аналізували на осцилографі або на моніторі комп'ютера. Для кожного зразка вимірювали співвідношення сигнал/шум та порівнювали це значення з аналогічним значенням для еталону. Експерименти показали, що цифрові значення співвідношення сигнал/шум досліджуваних зразків відрізнялись від еталонного значення в діапазоні від 1 до 1,6 разів. Це дозволило визначити зразки, якість яких відповідала еталону. Аналогічне визначення зразків, що 1 UA 95934 U 5 10 15 20 25 30 відповідають еталону, було отримано за допомогою спектрофотометру UNICO 4802 UV/VIS spectrophotometer, але на макрооб'ємах цих зразків. Тому можна зробити висновок, що запропонований спосіб є об'єктивним та ефективним. 2. Реалізацію технічного рішення також було здійснено для контролю впливу додаткового відпалу при температурі 900 °C протягом 1-2 годин на розсіювання оптичного випромінювання оптичної наносклокерамікою ZERODUR (Schott. Німеччна). Відомо, що такий відпал призводить до росту розмірів нанокристалічної фази в скломатриці. Були виготовлені поліровані зразки розміром 20×20×2 мм за технологією оптичного виробництва. Вихідні зразки (що не пройшли відпал) та термооброблені зразки контролювали запропонованим способом, аналогічно описаному в прикладі № 1. Експерименти показали, що цифрові значення співвідношення сигнал/шум досліджуваних зразків суттєво (в 3-5 разів) залежало від тривалості відпалу. Таким чином, запропонований спосіб може бути використаний для контролю технологічних режимів кристалізації оптичної склокераміки. 3. Запропонований спосіб також був реалізований для контролю сапфірових полірований підкладок, які використовуються в мікроелектроніці для створення напівпровідникових структур на ізоляторі. Контролювали поліровані сапфірові деталі діаметром 50 мм і товщиною 0,5 мм. Методом модуляційно-поляризаційної спектроскопії [3] було обрано еталонний зразок. Контролювали зразки, що пройшли різні за тривалістю режими фінішною полірування. Методика експерименту відповідала прикладу реалізації № 1. Експерименти показали, що цифрові значення співвідношення сигнал/шум досліджуваних зразків залежить від тривалості полірування і, таким чином, запропонований спосіб може бути використаний не лише для контролю якості сапфіру, але і для визначення оптимальної тривалості полірування. Наведені приклади реалізації №№ 1-3 підтвердили корисність та ефективність запропонованого способу. Джерела інформації: 1. М.Н. Семибратов. Технология оптических деталей, - М.: Машиностроение, 1978. – 415 с. 2. Венгер Є.Ф., Качур Н.В., Кіндрась О.П., Локшин М.М., Ляпіна А.Б., Марічева І.Л., Маслов В.П., Родічев Ю.М. Спосіб контролю матеріалів, прозорих в оптичному діапазоні випромінювання, патент України на корисну модель № 49479 від 26.04.2010, бюл. № 8. 3. Сердега Б.К., Матяш І.Є., Маслов В.П., Качур Н.В. Поляризаційно-модуляційна методика визначення абсолютних значень механічних напружень у сапфірових оптичних вікнах // Вісник НТУУ "КПІ". Серія "Приладобудування". - 2013. - Вип. 45 - С. 82-90. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Спосіб контролю оптично прозорих матеріалів, який включає опромінювання ґратки, формування зображення, що пройшло через зразок, що контролюється, реєстрацію зображення ґратки за допомогою оптико-електронної цифрової камери та порівняльного аналізу зображення ґратки, що сформовано через еталонний зразок та зразок, що контролюється, яка відрізняється тим, що зображення ґратки, що пройшло через зразок оптичного матеріалу, формується в оптичному мікроскопі, а порівняльний аналіз з еталоном проводиться шляхом визначення цифрового значення сигнал/шум на лінійній ділянці кривої контрастності оптикоелектронної системи контролю. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2