185592. lajstromszámú szabadalom • Berendezés alakváltozás mérésére
185592 A találmány szerinti berendezésnek három fotodetektort tartalmazó kiviteli alakjában a vizsgált tárgy felületének különböző szakaszai oly módon mérhetők, hogy a berendezést az egyik mérési helyzetből a másikba fokozatosan eltoljuk. Ily módon a vizsgált tárgy felületén felfedezhetők a hibák vagy nyílások, mivel ezek a berendezés eltolásakor, az egyik mérési helyzetből a másikba való átmenetkor az optikai jelek megszakadását okozzák. A két fotodetektoros változatban az optikai jel megszakadása nem megengedhető, mivel ennek következménye a fázisciklusokat számláló egység hibás működése lehet. A találmány szerinti berendezés további céljait és előnyeit a csatolt rajz alapján az itt következő részletes ismertetésben mutatjuk be. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti berendezés vázlatos képe, a 2. ábra a vizsgálandó tárgy felületére felviendő jelölések különböző típusai, a 3. ábra a találmány szerinti berendezés felvételi egységeinek vázlata diffrakciós ráccsal kialakított jelölésrendszer esetében, amely a vizsgált tárgy felületén van kialakítva, míg a 4. ábra a jelölésrendszerben alkalmazott jelölések elrendezése a vizsgált tárgy felületén és a fotodetektorok bekötése három fotodetektort tartalmazó kiviteli alak esetében. Az alakváltozások mérésére kidolgozott találmány szerinti berendezés (1. ábra) 1 közös optikai tengelyen egymás mögött felfűzött 2 lézert, elektrooptikai 3 frekvenciamodulátort, és 4 optikai rendszert, továbbá 8 fényérzékeny egységet és 9 elektronikus fázismérőt tartalmaz. A 4 optikai rendszer a 2 lézer fényéből 5 és 6 fénynyalábot állít elő, amelyek 7 keresztezési tartományban találkoznak egymással. A találmány szerinti berendezés egy konkrét kialakításban He-Ne-lézert alkalmaztunk, amelynek teljesítménye 8 mW volt. A 2 lézer típusának és teljesítményének megválasztása természetesen a mindenkori feladattól függ. Ebből a szempontból meghatározott tényezők lehetnek a következők: a mérés szükséges pontossága, az alkalmazott jelölések típusai, a fotodetektor érzékenysége. Az elektrooptikai 3 frekvenciamodulátor feladata az alkalmazott 2 lézerrel előállított koherens fénysugár frekvenciájának módosítása. A módosítás a frekvenciának néhányszor 10 kHz-től 5 MHz-ig terjedő eltolását jelenti. Akusztikai elven működő frekvenciamodulátor alkalmazása is célszerű lehet, ha biztosítja a lézerfény frekvenciájának szükséges módosítását. A 2 lézer fényéből az 5 és 6 fénynyalábot előállító 4 optikai rendszer 10 kollimátorral van kialakítva, amely például 11 mikroobjektívből (például kis fókusztávolságú mikroszkóplencséből vagy mikroszkópobjekt ívből) és 12 objektívból (például összeragasztott kétlencsés objektívból áll. Tartalmaz továbbá a 14 kollimát fénynyalábot két részre bontó 13 osztót, amelynek kimenetén 15 és 16 fénynyaláb jelenik meg, továbbá 17 polarizációs fényosztót és 18 tükröt, 19 félhullámú lemezt és két tengely szerint beállított 20 és 21 tükröt. A 19 félhullámú lemez a 15 vagy 16 fénynyaláb útjában van elrendezve. A 8 fényérzékeny egység 22 első és 23 második fotodetektorral van ellátva, amelynek például fotoelektronsokszorozók lehetnek. Ezek 24 és 25 blendéje előtt 26 objektív van elrendezve. A 22 első és 23 második fotodetektor kimenetére 9 elektronikus fázismérő bemenetei vannak csatlakoztatva. A 9 elektronikus fázismérőként például fázis-digitális átalakítót lehet alkalmazni, amelyet úgy kell kiválasztani, hogy megfelelő felbontóképességű és pontosságú legyen. A találmány szerinti berendezés alkalmazása előtt szükség van a 27 vizsgálandó tárgy felületén jelölésrendszer és ebben 28 első és 29 második jelölés kialakítására. A jelölésrendszer a következő elemekből alakítható ki (2 ábra): 1. vékony karcvonalként kialakított 30 és 31 lineáris szóróelemek, amelyek közvetlenül a 27 vizsgálandó tárgy felületén, vagy az erre a felületre gőzölögtetéssel felvitt alumíniumrétegen vannak berajzolva, ha a 27 vizsgálandó tárgy anyaga a fényt csak rosszul képes visszatükrözni; vékony üvegszálként vagy hasonló elemként is kialakíthatók ilyen szóróelemek; 2. olyan fényvisszaverő diffrakciós rács kisméretű 32 és 33 szakaszai, amelynek periódusa az 5 és 6 fénynyaláb 7 keresztezési tartományában megfigyelhető inteferenciacsík szélességével egyezik; 3. reflektáló 36 diffrakciós rács 34 és 35 szakaszai, amelyek a 22 első és a 23 második fotodetektorral optikai kapcsolatban vannak, ahol a 36 diffrakciós rács a 27 vizsgálandó tárgy teljes felületén ki van alakítva. A 36 diffrakciós rács periódusa ugyancsak az 5 és 6 fénynyaláb 7 keresztezési tartományában megfigyelhető interferenciacsík szélességével egyezik. Ezt követően a megfelelő jelölésrendszerrel ellátott 27 vizsgálandó tárgyat a 4 optikai rendszerhez viszonyítva oly módon állítjuk fel, hogy a 28 első és a 29 második jelölése az 5 és 6 fénynyalábok 7 keresztezési tartományában legyen. A 26 objektív segítségével a 22 első és a 23 második fotodetektort a 28 első, illetve 29 második jelöléssel hozzuk kapcsolatba. Ebből a célból a 8 fényérzékeny egységet a 27 vizsgálandó tárgyhoz viszonyítva, továbbá a 26 objektivet a 22 első és a 23 második fotodetektorhoz viszonyítva olyan viszonylagos helyzetbe állítjuk, hogy a 26 objektív által a 28 első és a 29 második jelölésről létrehozott kép rendre a 22 első és a 23 második fotodetektor előtt elrendezett 24 és 25 blende nyílásába jusson. A jelölések, amelyek például vékony 30 és 31 karcvonalak, a 7 keresztezési tartományban az interferenciacsíkok iránya mentén lehetnek kialakítva. Az irányítás pontosságának ellenőrzésére elektronikus oszcillográfot alkalmazhatunk, amelynek bemenetére a fotodetektorok egyikének jelét vezetjük. A 32 és 33, illetve 34 és 35 szakaszként a 36 diffrakciós rács elemeiből kialakított jelölések esetében az említett beállítás mellett arra is szükség van, hogy a rácsperiódust az 5 és 6 fénynyalábok 7 keresztezési tartományában megfigyelhető interferenciacsík szélességével azonossá tegyük. Ezt például a 20 és 21 tükrök pontos beállításával lehet elérni és az egyezés ellenőrzésére oszcillográf alkalmazható, vagy a modulátor kikapcsolása után az ellenőrzés vizuálisan is elvégezhető, miután a kisméretű 32 és 33 szakaszok interferenciaképe kialakult. A találmány szerinti berendezés működése a következő. 4
