Интерферометры - Захарьевский А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
7. На следующих фотографиях (фиг. 156) воспроизведены снимки полос, полученных с микроинтерферометром. Фиг. 156,Л представляет весьма чистую поверхность, на которой нанесен штрих; глубина штриха примерно равна двум полосам, что соответствует
Л — /V — = 2 • 0,5 • 0,55 = 0,55 мк.
2
Фиг. 156,5 получена с поверхности, обработанной путем прямолинейных движений инструмента по детали,— интерференционная картина изображает множество параллельных штрихов; штрих, отмеченный стрелкой, имеет глубину 0,7 полосы, т. е. /і=0,7-0,5-0,55=0,19 мк. Фиг. 156,? получена при испытании небольшой цилиндрической оси; в пункте, отмеченном стрелкой, на оси имеется канавка глубиной примерно в две полосы. Фиг. 156,Г представляет поверхность стального шарика обычного качества.
§ 24. Микропрофилометр В. П. Линника
1. Микропрофилометр В. П. Линника [40] также относится к числу интерференционных приборов, дающих возможность непосредственно наблюдать микропрофиль поверхности і.
«Для случая поверхностей, обработанных параллельными штрихами, эта задача хорошо разрешается с помощью микроинтерферо-метра, так как интерференционные полосы, видимые в этот прибор, в случае их перпендикулярности штрихам поверхности повторяют собой профиль поверхности, хотя и в измененном масштабе. В случае поверхностей с неправильностями произвольной формы, без предпочтительного направления штрихов, интерференционная картина делается очень сложной, она теряет свою наглядность и её расшифровка более затруднительна».
2. Прежде всего рассмотрим схему профилометра, показывающего микропрофиль в монохроматическом свете (фиг. 157,Л). Вертикальная щель L ярко освещена белым светом. Лучи, идущие от щели, разделяются пластинкой M и направляются к двум одинаковым микрообъективам Oi и O2. Объектив O2 дает изображение
на плоском зеркале S2. На обратном пути, после отражения от плд-стинки М, получается изображение щели U2 в фокусе окуляра O3.
Объектив O1 дает изображение щели Li на испытуемой поверхности Si. На обратном пути лучи проходят через пластинку M и дают
1 В этом параграфе приводятся выдержки из статьи В. П. Линника. Выдержки помещены в кавычках.
212. изображение щели Lr1, совпадающее с изображением Lr2. Таким образом схема профилометра (см. фиг. 157,Л) отличается от схемы микроинтерферометра (фиг. 153) только тем, что круглая полевая диафрагма заменена узкой щелью.
Наблюдая через окуляр O3, мы видим только одну светлую линию. Однако в каждой точке этой линии соединены две когерентные точки, принадлежащие линиям Lr1 и Lr2. Поэтому вид изображения осложнен явлениями интерференции. Если разность хода весьма
личные цвета, соответствующие цветам тонких плёнок. Если испытуемая поверхность S1 шероховатая, то разность хода в когерентных точках линий Lr1 и ZZ2 непрерывно изменяется в соответствии с характером микропрофиля Si.
Установленная за окуляром микроскопа маленькая спектральная призма прямого зрения Q (см. фиг. 24) разворачивает светлую линию (L'і, Lr2) в спектр, пересеченный полосами, число которых зависит от разности хода. Если испытуемая поверхность шероховатая, то полосы получаются зазубренными и любая из них воспроизводит микропрофиль поверхности.
3. Рассмотренная схема страдает только тем недостатком, что при ней отсутствует белая интерференционная полоса, значение которой было выяснено на стр. 203. Схема микропрофилометра Линника свободна и от этого недостатка: «Эта схема действует на принципе интерференции типа Френеля. Прибор позволяет наблюдать микропрофиль поверхности любой сложности путем наблюдения кар-
213. тины интерференции в белом свете, где без труда можно выделить нулевую полосу по симметрии окраски полос, к ней прилегающих».
«Лучи, выходящие из вертикальной щели L (фиг. 157,5), освещенной каким-нибудь источником белого света, попадают на полупрозрачное зеркало М. Они частью отражаются от зеркала M и, пройдя через объектив микроскопа O1, дают на наблюдаемом объекте S1 изображение щели L в L1; затем лучи проходят через зеркало М, цилиндрическую линзу O4, ось которой лежит в плоскости чертежа, и дают изображение U1 щели L».
«Часть лучей, прошедшая полупрозрачное зеркало- M в горизонтальном направлении, проходит через второй микрообъектив O2 и попадает на систему из двух зеркал P1 и P2, составляющих прямой угол друг с другом, образуя в пространстве между ними изображение щели L. После отражения от зеркал P1 и P2 и прохождения обратно через объектив O2 лучи, отразившись вверх от зеркала M и пройдя через цилиндрическую линзу O4, дают второе изображение U2 щели L».
Более подробно ход лучей в зеркалах Pi и P2 показан на (фиг. 157,5). Объектив O2 дает изображение вертикальной щели в точке и. После отражения от зеркала Pi действительное изображение щели L2 получается в пространстве между зеркалами; зеркало P2 переносит изображение в точку v.
«При достаточно малой ширине щели L изображения U1 и U2 будут испускать когерентные лучи, и в случае плоского объекта S1, подобно изображениям щели в любой из схем френелевской интерференции, будут давать интерференционную картину, рассматриваемую окуляром 03».
