Выделение пространственных неоднородностей в оптических полях, рассеянных на технологически обработанных поверхностях

• Автор: Проскурин, Дмитрий Константинович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 198 с. : ил.

Содержание
Введение
1. АНАЛИЗ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ ОПТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ СТАТИСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
1.1. Анализ особенностей применения дифракционных теорий рассеяния оптических волн на технологически обработанных поверхностях
1.1.1. Общая модель Кирхгофа.
1.1.2. Дифракционная модель рассеяния Релея-Райса.
1.1.3. Сравнительный анализ дифракционных теорий для технологически обработанных поверхностей
1.2. Спектральный подход к анализу качества технологически обработанных поверхностей
1.3. Исследование формирования "разделяемого'' спектра рассеяния на примере синусоидальной фазовой решетки
1.4. Особенности оптических спектров рассеяния на грубо обработанных поверхностях
1.5. Математические модели описания структуры рассеянных полей на поверхностях с дефектами
1.6. Анализ методов оценки статистических характеристик рассеивающей поверхности и выделения дефектов
1.7. ВЫВОДЫ
2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИФРАКЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ РАССЕЯНИЯ В ИССЛЕДОВАНИИ СТРУКТУРЫ РАССЕЯННЫХ ПОЛЕЙ ОТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ ПОВЕРНОСТЕЙ
2.1. Представление контролируемых технологически обработанных поверхностей в качестве случайного модулирующего звена когерентной подсветки

2.1.1. Общие замечания по совмещению теории процессов рассеяния и теории модулирующих процессов систем обработки информации.
2.1.2. Аналитическое представление рассеянной волны в виде шумовой компоненты в сигнальном источнике о состоянии гладкой поверхности
2.1.3. Аналитическое представление рассеянной волны в виде шумовой компоненты в сигнальном источнике о состоянии грубой поверхности
2.2. Исследования особенностей структуры рассеянных полей на технологически обработанных поверхностях
2.3. Влияние анизотропии корреляционных свойств обработанных поверхностей на форму оптических спектров рассеяния
2.4. Использование вероятностной модели процессов рассеяния в анализе оптического спектра рассеяния при наличии периодической компоненты в рельефе
2.5. Исследование эффекта асимметрии спектров рассеяния в амплитудно — фазовом приближении
2.6. ВЫВОДЫ
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФЕКТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА СТРУКТУРУ РАССЕЯННЫХ ВОЛН ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА
3.1. Общие вопросы влияния дефектов на характеристики рассеянного поля
3.2. Обоснование использования корреляционно — спектрального анализ рассеянного излучения на поверхности с дефектами
3.3. Соотношение оптических спектров рассеяния от грубой подстилающей поверхности и дефекта
3.4. Исследование процессов рассеяния на поверхности с дефектами в ближней и промежуточной волновых зонах

3.5. Компьютерное моделирование процессов рассеяния на поверхности с дефектами
3.5.1. Численный синтез одно и двумерных случайных процессов с заданными характеристиками. Теоретическое обоснование
3.5.2. Численный синтез одно- и двумерных случайных процессов с заданными характеристиками. Программная реализация
3.5.3. Синтез моделей случайных поверхностей с дефектами
3.5.4. Численное моделирование процессов рассеяния на случайных поверхностях с дефектами
3.5.5. Численное моделирование рассеяния оптической волны на поверхности с дефектами в дальней зоне
3.5.6. Численное моделирование рассеяния оптической волны на поверхности с дефектами в ближней и промежуточной волновых зонах
3.6. ВЫВОДЫ
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПТО-ЦИФРОВОГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
4.1 Системные представления процессов рассеяния на поверхности
4.2 Системные представления процессов рассеяния на поверхности с дефектами
4.3 Исследования отношения сигнал-шум рассеянных полей от ТОП с дефектами в ближней и дальней волновых зонах
4.4 Методы обработки сигнала рассеяния в пространственной спектральной плоскости подстилающей поверхности
4.4.1 Методы обработки сигналов рассеяния в спектральной плоскости соответствующей подстилающей поверхности
4.4.2 Методы обработки анизотропных спектров рассеяния

и дифракционные. Первые не представляют интереса в данной работе, так как не могут быть реализованы технически в производственных условиях для контроля в реальном времени ввиду необходимости тонкой настройки расстояний в опорном и предметном рукавах [11]. Тем не менее, данные методы вполне себя оправдывают при лабораторных измерениях или в технологических условиях с малым тиражом продукции. Остановимся подробнее на рассмотрении принципов второй группы.
Основной принцип работы таких измерительных системы заключается в измерении характеристик спектров рассеяния и вычисления на их основе параметров рассеивающих поверхностей. В соответствии с (1.25) для нахождения среднеквадратичного отклонения, например, достаточно проинтегрировать спектр рассеяния как распределение интенсивности в дальней зоне с некоторым поправочным коэффициентом, определяемым углом наклона подсветки Технической реализацией данного принципа являются приборы гониометрического типа [34], рисунок 1.14. Чаще всего в качестве источника подсветки используется лазер видимого или инфракрасного (Щ) диапазона (1). Для ослабления шумов выходного пучка лазера используется прерыватель (2). Контроль временных флюктуаций пучка ведется в отраженном свете детектором (3) в моменты его блокировки прерывателем (2). Коллиматор (4) позволяет сформировать пучок необходимой ширины и отфильтровать высокочастотные помехи пучка пространственным фильтром (5). Исследуемый образец крепится на поворотной платформе (6), имеющей несколько степеней свободы с возможностью дистанционного управления пространственным положением. Регистрация рассеянного поля в дальней зоне осуществляется видеоэлементом (7), способным перемещаться с высокой точностью позиционирования (до нескольких угловых минут), по траектории обозначенной на рисунке пунктирной линией, как в плоскости, так и в пространстве. Полученная информация в точке положения приемника переводится в электрический сигнал, пропорциональный усредненной величине интенсивности на его апертуре, и передается на блок обработки (8), в качестве которого может выступать персональный компьютер со специальной периферией (9). С его помощью