Спосіб контролю якості матеріалів, прозорих в оптичному діапазоні випромінювання

Реферат: Спосіб контролю якості матеріалів, прозорих в оптичному діапазоні випромінювання, при якому поліровану пластину, виготовлену із матеріалу, що контролюється, опромінюють випромінюванням, довжина хвилі якого відповідає діапазону прозорості матеріалу, за допомогою фотоприймального пристрою реєструють спектр випромінювання, що пройшло через зразок. Контроль зразка проводять не менше 2-х разів, причому перший раз зразок розміщують безпосередньо біля джерела випромінювання, а другий раз - безпосередньо перед фотоприймальним пристроєм. Якість зразка визначають шляхом порівняння спектра випромінювання, що пройшло через еталонний зразок, зі спектром випромінювання, що пройшло через зразок, що контролюється, при аналогічному його розташуванні у схемі вимірювання. UA 99475 U (12) UA 99475 U UA 99475 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. Зараз оптичні деталі з кристалічних матеріалів виробляють на традиційному обладнанні методом шліфування і полірування заготовок, вирізаних з кристалів. У випадку кристалів, прозорих в ІЧ-діапазоні, ситуація ускладнюється тим, що дефекти кристалічних заготовок у діапазоні видимого оптичного випромінювання не ідентифікуються і виявляються тільки при контролі оптичних параметрів виготовлених деталей [1]. Це призводить до того, що при виробництві таких деталей існує певний відсоток браку. Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим за прототип, є спосіб контролю якості кристалічних матеріалів, прозорих в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні випромінювання, при якому випромінювання проходить через зразок, потрапляє на прилад, що реєструє пропускання ІЧ випромінювання, який відрізняється тим, що від початку кристалічного злитка на відстані 0,2-0,3 D (де D - діаметр злитка) від затравочного кристалу вирізають вздовж осі росту злитка плоскопаралельну пластину товщиною 5-10 мм, два боки якої шліфують, полірують, а потім вимірюють коефіцієнт пропускання ІЧ-випромінювання в точках, що лежать на осі росту кристала, результати вимірювань порівнюють зі значеннями еталонного зразка, якщо результати співпадають в межах похибки вимірювань, злиток відповідає еталону, якщо результати вимірювань відрізняються від значень еталону, операцію контролю повторюють [2]. Недоліком прототипу є те, що при вимірюваннях похибка складає 5-8 %, що в значній мірі пов'язана з невизначеністю розташування зразка відносно джерела випромінювання та фотоприймального пристрою. Задачею запропонованої корисної моделі є зменшення похибки вимірювання. Поставлена задача вирішується тим, що пропонується спосіб контролю якості матеріалів, прозорих в оптичному діапазоні випромінювання, при якому поліровану пластину, виготовлену із матеріалу, що контролюється, опромінюють випромінюванням, довжина хвилі якого відповідає діапазону прозорості матеріалу, за допомогою фотоприймального пристрою реєструють спектр випромінювання, що пройшло через зразок, який відрізняється тим, що контроль зразка проводять не менше 2-х разів, причому перший раз зразок розміщують безпосередньо біля джерела випромінювання, а в другий - безпосередньо перед фотоприймальним пристроєм, а якість зразка визначається шляхом порівняння спектра випромінювання, що пройшло через еталонний зразок зі спектром випромінювання, що пройшло через зразок, що контролюється, при аналогічному його розташуванні у схемі вимірювання. Дефекти кристалічної структури призводять до розсіювання випромінювання у залежності від кількості дефектів у зразку, що зменшує величину пропускання. Тому, коли проводиться 2 вимірювання, спосіб фіксує розбіжності в вимірюваннях, що пов'язані з наявністю дефектів. Якщо ці показники не перевищують аналогічні значення для еталонного зразка (при двох позиціях його розташування), то такий зразок вважається якісним. В прототипі не враховувалось розташування зразка при його контролі, це призводило до великої похибки. Схема приладу наведена на фіг. 1, 2. Випромінювання, довжина хвилі якого відповідає діапазону прозорості кристала, що досліджується, від джерела випромінювання (1) проходить через зразок (2) за зразком встановлюється фотоприймальний пристрій (3), що фіксує величину пропускання. На фіг. 1 показано положення зразка (або еталону) при першому вимірюванні, коли зразок знаходиться безпосередньо біля діафрагми. На фіг. 2 - зразок (або еталон) при вимірюванні знаходиться безпосередньо біля фотоприймального пристрою. Позитивний ефект запропонованої корисної моделі полягає в зменшенні у 1,5 рази похибки способу контролю (2,5-4 %). Новизна запропонованого способу полягає у новій сукупності і послідовності запропонованих операцій. Приклад реалізації. Контролювали злиток оптичного германію, який було вирощено методом Степанова. Вирізали диски із центральної частини зливка товщиною 5 мм та шліфували і полірували їх за традиційною технологією оптичного виробництва. Як еталон брали аналогічний за розмірами зразок, який за оптичними параметрами задовольняв виробництво. Вибір дослідного зразка обумовлено тим, що матеріали, прозорі в ІЧ-діапазоні важче контролювати, ніж матеріали, прозорі у видимому діапазоні. Еталон та зразок (по черзі) спочатку встановлювали біля джерела випромінювання і вимірювали пропускання. А потім зразки встановлювали біля фотоприймального пристрою і по черзі їх вимірювали. 1 UA 99475 U 5 10 Вимірювання спектрів пропускання проводили на Фур'є-спектрометрі Infralum FT-801 при -1 дозволі 2 см у спектральному діапазоні 4,5-18 мкм, діаметр діафрагми 3 мм. Відповідно до технічних характеристик спектрометра, точність виміру амплітуди сигналу становила величину порядку декількох десятих відсотка. Порівняння спектральної залежності пропускання у двох позиціях для еталону та зразка, що контролюється, дозволили зменшити похибку вимірювання пропускання до 2,5-4 %. Джерела інформації: 1. Семибратов М.Н. Технология оптических деталей, - М.: Машиностроение, 1978. - 415 с. 2. Качур Н.В., Ліптуга А.І., Маслов В.П., Прохорович А.В. Спосіб контролю оптичних заготовок з кристалічних матеріалів, прозорих в інфрачервоному (ІЧ) діапазоні випромінювання. Патент України на корисну модель № 56199 від 10.01.2011, Бюл. № 1, 2011 р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 Спосіб контролю якості матеріалів, прозорих в оптичному діапазоні випромінювання, при якому поліровану пластину, виготовлену із матеріалу, що контролюється, опромінюють випромінюванням, довжина хвилі якого відповідає діапазону прозорості матеріалу, за допомогою фотоприймального пристрою реєструють спектр випромінювання, що пройшло через зразок, який відрізняється тим, що контроль зразка проводять не менше 2-х разів, причому перший раз зразок розміщують безпосередньо біля джерела випромінювання, а другий раз - безпосередньо перед фотоприймальним пристроєм, а якість зразка визначають шляхом порівняння спектра випромінювання, що пройшло через еталонний зразок зі спектром випромінювання, що пройшло через зразок, що контролюється, при аналогічному його розташуванні у схемі вимірювання. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2