185592. lajstromszámú szabadalom • Berendezés alakváltozás mérésére
2 A találmány tárgyához legközelebb álló berendezések esetében a A és az 112 azonos értékei mellett, ha az értéke kb. 36°, kapjuk, hogy emm = 6,3.10'6, ami legalább két nagyságrenddel rosszabb, mint a találmány szerinti berendezés esetében. Ki kell emelni, hogy bár a 28 első jelölés és a 22 első fotodetektor valamint a 29 második jelölés és a 23 második fotodetektor közötti együttműködés biztosítására a 26 objektív szolgál, ennek minőségével szemben semmiféle különös feltételt nem állítunk. A 26 objktív felhasználásának célját az adott esetben úgy fogalmazhatjuk meg, hogy annak megfelelő mennyiségű a jelölésekről szórt fény összegyűjtését kell biztosítani és az összegyűjtött fényt a megfelelő 22 illetve 23 fotodetektorra kell juttatnia. Ha a jelölésrendszer elemei reflektáló 36 diffrakciós rács kisméretű 32 és 33 szakaszai, amelyeket bármely alkalmas módon a vizsgált felületre felviszünk, minden jelölés úgy jelentkezik, mint azonos fázisú lineáris szóróelemek sorozata, aminek révén a hasznos optikai jel teljesítménye megnövelhető. A 3. ábrán a berendezés vételi részének olyan kiviteli alakját mutatjuk be, amikor is a jelölésrendszert reflektáló 36 diffrakciós rács elegendően kicsi 34 és 35 szakaszai alkotják. Ezek a 34 és 35 szakaszok alkalmas eljárás segítségével a 27 vizsgálandó tárgy egész felületére felvitt 36 diffrakciós rács részeit képezik. Mivel az 5 és 6 fénynyalábok a 36 diffrakciós rácson meghajlanak, 37, 38, 39, ... fénynyalábok keletkeznek, amelyek a különböző hajlítási rendeknek felelnek meg. Az 5 és 6 fénynyalábok közötti szöget mindig lehet oly módon megválasztani, hogy + 1 például az 5 fénynyalábból előállított hajlított 37 fénynyalábnak és —1 a 6 fénynyalábból előállított 38 fénynyalábnak feleljen meg, ahol a fénynyalábok párhuzamosak. Ezek között interferencia alakul ki. Az interferenciaképet a megfelelően kis 24 és 25 blendével ellátott 22 első és 23 második fotodetektorok érzékelik, és ezeket egymástól olyan távolságban kell elrendezni, hogy a hajlított fénynyalábok közötti geometriai elválasztás biztosított legyen. A 27 vizsgálandó tárgy deformációjának következményeként a 36 diffrakciós rács periódusa megváltozik és így a 37 és 38 fénynyalábok között kis keresztezési szög akakul ki, és így 40 interferenciakép jön létre, amelyben az interferenciacsíkok szélessége a 24 és 25 blendék síkjában a 22 és 23 fotodetektorok távolságánál kisebb. A 40 interferenciaképen az 1 fényintenzitás eloszlása a (2) képlettől eltérő módon a következő kifejezéssel oldható meg: I = I0[l+cos[ßt + 27ry^--^)] J, (7) ahol d - a 36 diffrakciós rács periódusa. Ha a 24 és 25 blendék középpontjának y, és y2 koordinátái azonosak, akkor a 22 első és a 23 második fotodetektortól származó villamos jelek fázisai közötti A0 különbség a (7) képlet alapján 2l*=KÍ-Í)(y!-y,)’2’rl“(Í'"d)Jelölje do és d, a 36 diffrakciós rács periódusát a 27 vizsgálandó tárgy alakváltozása előtt, illetve után. Ekkor a 22 első és a 23 második fotodetektor villamos jelei közötti Avll fáziskülönbség változása, amely a 36 diffrakciós rács alakváltozása miatt jön létre, a következő lesz: Zlí31,2=zl<f(d1)-Zl0(do) =4711,.^^- - . (g) Az £ = (d,— do)/do relatív alakváltozást az ismert 11.2 és do értékek, valamint a mért AvU fáziskülönbség alapján a (8) képlet szerint a következő kifejezésből határozhatjuk meg: Mint a fentiekben már említettük, ebben az esetben a 36 diffrakciós rács kis 34 és 35 szakaszai alkalmazhatók jelölésenként, ahonnan a fény a 22 első és a 23 második fotodetektorba jut. A fotodetektorok és a jelölésrendszer együttműködését ebben az esetben objektív nélkül is biztosítani lehet. A 24 és 25 blendéket egymással mereven össze kell kapcsolni. Ily módon biztosítható, hogy közöttük a távolság változatlan marad és ez a távolság az alakváltozás mérésének kiindulási alapja lesz. Ezzel a megoldással elérhető, hogy a berendezés oldalirányú rezgései és elmozdulásai a 27 vizsgálandó tárgyhoz viszonyítva megengedhetőek, és bizonyos nagyságukig a mérési eredményre gyakorlatilag nem jelentenek befolyást. A találmány szerinti berendezés most elemzett kiviteli alakjában a mérés során igen nagy felbontóképesség és pontosság érhető el, mivel a hasznos jel teljesítménye (és így a jel/zaj viszony) az ismert többi készülékhez viszonyítva azonos feltételek mellett sokkal nagyobb. így például az egyedi lineáris szóróelemeket tartalmazó jelölésekhez viszonyítva a teljesítményszint erőteljesen nagyobb. A berendezésnek ez a kiviteli alakja lehetővé teszi azt is, hogy a vizsgált tárgy alakváltozásához tartozó teljes mezőt oly módon mérjük, hogy a berendezést a vizsgálandó tárgyfelülethez viszonyítva párhuzamos egyenesek mentén eltoljuk. A 4. ábrán a találmány szerinti berendezés olyan kiviteli alakja látható, amelynek 8 fényérzékeny egysége kiegészítőleg 41 harmadik fotodetektort tartalmaz, amelyre 43 harmadik jelölésről fény a 26 objektiven keresztül 42 felvételi blendén áthaladva jut. A 43 harmadik jelölés is a 27 vizsgálandó tárgy felületén van elhelyezve és például lu távolságra van a 28 első jelöléstől. A 41 harmadik és a 23 második fotodetektor kimenetét a 9 elektronikus fázismérő bemenetére 44 átkapcsolón át vezetjük, ahol 44 átkapcsolóként előnyösen villamos kétállású billenőkapcsolót használunk, de lehetséges más, célszerűen elektronikus felépítésű kapcsolóelemek alkalmazása is. A 3 fotodetektort tartalmazó berendezés működése hasonló a két fotodetektorral ellátott berendezéséhez. Ennek a kiviteli alaknak az a célja, hogy megszüntesse azt a bizonytalanságot, ami a 22 első és a 23 második fotodetektor villamos jelei közötti 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 30 65