186159. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés tárgyfelületek geometriai paramétereinek meghatározására
î 186159 2 lási hiba, stb. és így a mérés eredményei igen pontosak lesznek. A találmány szerinti berendezést a továbbiakban példakénti kiviteli alakja segítségével a mellékelt rajzokon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti, tárgyfelületek geometriai paramétereinek meghatározására képzett berendezés blokkvázlatát mutatja, a 2a ábrán párhuzamos koherens fénynyalábok metszete látható, amely a vizsgálandó tárgy felülete felett alakul ki, továbbá láthatók az ábrán az interferencia szélsőértékek és az OXY síkon kijelölt szélsőérték nullhelyzete, a 2b ábrán a felületen képződő inter,ferenciasávok láthatók az OXY síkra vetítve, a 3. ábra divergens koherens fénynyalábok interferencia szélsőértékei egy síkjának vázlatos rajzát mutatja, a 4. ábra egy olyan rendszer vázlatos rajzát mutatja, amely két pár koherens fénynyalábot képez, amely fénynyalábok egymástól a metszési szögben különböznek, az 5. ábra a találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló optikai rendszer egy további kiviteli alakját mutatja, ahol két különböző hullámhosszúságú sugarat alkalmazunk, a 6. ábra a két sugárnyaláb metszési tartományának egy részét mutatja és a két interferencia szélsőérték síkot, a 7a ábra a vándorló interferenciasávok képének vázlatos fényerősség eloszlását, és a regisztrált kép fényérzékeny anyagának feketedési eloszlását mutatja, a 7b ábra a 7a ábrán bemutatott képet mutatja A x értékkel eltolva, a 7c ábrán a fényerősség időfüggvénye látható, amely fényerősség a 7a ábrán ábrázolt esetben áll fenn, a 7d ábra szintén a fényerősség függvényét mutatja a 7b ábrán bemutatott esetre, és a 8. ábra a 6 egység blokkvázlata. Az 1. ábrán bemutatott blokkvázlaton látható 1 optikai rendszer, amelynek segítségével két koherens fénynyalábot hozunk létre, és vetítjük azokat egymáshoz képest meghatározott szögben a vizsgálandó 2 felületre. A berendezés tartalmaz 3 fénysugárregisztrálót, amely a 2 felületen képződő interferenciaképet regisztrálja, továbbá tartalmaz 4 jelzőberendezést a regisztrált kép nullsávjának kijelölésére, koordináta-adó 5 egységet, továbbá sávszámmérő 6 egységet, amely a regisztrált képen méri a sávszámokat. Látható még az 1. ábrán a berendezéshez tartozó, a fénynyalábok metszési tartományában lévő interferencia szélsőértékek síkjai térbeli helyzetének mérésére kiképzett 7 elem, 8 tartóelem, valamint 9 fotocella, amely 9 fotocellával lehetőség van arra, hogy megfelelően eltolva a három különböző X, Y és Z koordináták leolvashatók legyenek, továbbá tartalmaz a berendezés egy, a felületi pont harmadik koordinátáját meghatározó 10 egységet, amely 10 egység egy 11 folyamatszámítógépet, 12 tárolót és 13 képernyőt tartalmaz, valamint 14 nyomtatóegységet, 15 rajzológépet. A 6 egység össze van kötve a 3 fénysugárregisztráló kimeneteivel, a koordináta-adó 5 egységgel és a fénynyaláb metszési tartományában lévő interferencia szélsőértékek síkjainak térbeli mérésére kiképzett 7 elemmel, míg a 6 egység kimenete, valamint az 5 egység kimenete és a 7 elem kimenete össze van kapcsolva a 11 folyamatszámítógép bemenetéivel. A berendezés működési elve a következő: Az 1 optikai rendszer segítségével a vizsgálandó felületen egy interferenciaképet hozunk létre azáltal, hogy két, egymással szöget bezáró koherens fénynyalábot vetítünk a felületre. Ekkor a két fénynyaláb párhuzamos is lehet, konvergens vagy divergens, attól függően, hogy a vizsgálandó felület illetőleg a vizsgálandó tartomány geometriai paraméterei milyen nagyok. A 3 fénysugárregísztráló segitségével az interferenciaképet regisztráljuk. Fénysugárregisztrálóként opto-, film- vagy képfelvevő kamerákat lehet alkalmazni, amelyekhez regisztrálóként videoszalag, matrica vagy fényérzékeny elem van elhelyezve, amelyhez numerikus képkódoló berendezés csatlakozik az adatoknak a tárolóba történő bevitelére és a vizsgálandó felületen egy fényérzékeny réteg van közvetlenül a felületre felvíve. A találmány szerinti eljárás megvalósítása úgy van megoldva, hogy a regisztrálás fotovagy filmkamera segítségével a legcélszerűbb. A koordináta-adó 5 egység megadott pontjának két koordinátáját a regisztrált képen előre megadjuk vagy pedig bemérjük. A két X és Y koordinátával megadott pontot a 2b ábrán bemutatott OXY koordinátasíkban adjuk meg, amely két X és Y koordináta a tárgyfelület vizsgálandó metszetével a vizsgálat kezdeti időpontjában kb. egybeesik és amelyek az egész kísérlet alatt vagy változatlanok maradnak, vagy meghatározott mértékben eltoljuk őket. A két koordinátának az előre történő megadása vagy mérése tetszőleges módon elvégezhető, például úgy, hogy egy XY koordinátarendszert vetítünk vagy viszünk fel a vizsgálandó felületre, amelyhez még hozzárendeljük az ezen háló csomópontjaiban regisztrált kép sávszámainak mérését is, illetőleg a kiválasztott koordinátákat a regisztrált kép síkjában mérjük, és ezeket a koordinátákat a regisztrálási mértéknek megfelelően átszámítjuk. A regisztrált képben a sávszámokat a 6 egység segítségével számoljuk, mégpedig egy vonatkoztatási sávhoz viszonyítva, amelyet a 4 jelzőberendezés segítségével a kép regisztrálása előtt kijelölünk. A nullsávot például kijelölhetjük egy vékony fénynyaláb segítségével, amelyet azután mint kiválasztott nullsávot fedésbe hozunk. A találmány szerinti eljárás egyik konkrét kiviteli példájánál a nullsávot másképpen jelöltük ki, ezt az optikai rendszer ismertetésénél részletesen bemutatjuk majd. A két koherens fénynyaláb metszési tartományában az interferencia szélsőértékek, interferencia minimumok és maximumok felületei váltakozva képződnek, amelyek a 2 felülettel való keresztezéskor sötét, illetőleg világos interferencia sávokat képeznek. Ha a kereszteződő fénynyalábok párhuzamosak, azaz kollimáltak, akkor az előbb említett felületeket egymástól egyenlő távolságra lévő 16 síkok képezik, amelyek mind egymással, mind pedig az egymást keresztező fénynyalábok szimmetriasíkjával párhuzamosak. A 16 síkok egymástól való távolsága A fényhullámhosszúságtól és a két egymást keresztező fénynyaláb által bezárt a szögtől függ és a korábban már megadott (1) képlet alapján határozható meg. Ha a nullsávot egy vékony fénynyalábbal jelöljük meg, akkor ez a fénynyaláb az egész interferencia szélsőérték 17 síkjával fedésbe hozható, amely interferencia szélsőérték a nullsávként kiválasztott 18 nullsávnak fog megfelelni. Amennyiben az egymást keresztező koherens fénynyalábok nem párhuzamosak, az interferencia 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
