Измерение микро- и нанорельефа поверхности методами низкокогерентной интерферометрии

• Автор: Сысоев, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Обзор и анализ интерференционных оптических методов и систем измерений рельефа поверхности
1.1 Развитие и общая характеристика оптической интерференционной профилометрии с использованием частично когерентного света
1.2 Формирование интерференционной картины
1.2.1 Случай монохроматических волн
1.2.2 Частично когерентные по времени волны
1.2.3 Пространственная когерентность
1.3 Анализ источников частично когерентного света
1.4 Виды интерференции
1.5 Оптические схемы интерферометров
1.6 Интерференционные методы измерения рельефа поверхности
1.7 Использование интерфенционных измерений в системах контроля качества промышленных изделий
1.8 Выбор и обоснование направления работы
Выводы к главе
Глава 2. Измерение микро- и нанорельефа поверхности методами низкокогерентной интерферометрии
2.1 Метод дифференциальных интерферограмм
2.2 Адаптивный порог для обнаружения интерференции
2.3 Трехзеркальный интерферометр частично когерентного света
2.4 Пороговый контроль рельефа поверхности методом полизональной интерферометрии
2.5 Метод измерения нанорельефа поверхности на основе частичного сканирования коррелограмм

2.6 Программное обеспечение для экспериментальных исследований по
измерению микро- и нанорельефа поверхностей
Выводы к главе
Глава 3. Исследование погрешностей измерения рельефа поверхностей методами низкокогерентной интерферометрии
3.1 Анализ погрешностей измерения рельефа поверхностей методом дифференциальных интерферограмм
3.1.1 Зависимость погрешности измерения от шага сканирования
3.1.2 Влияние длины когерентности на погрешность измерений
3.1.3 Влияние вибрации на погрешность измерений
3.1.4 Выбор оптимального режима измерения
3.2 Погрешности измерения нанорельефа поверхности методом
частичного сканирования коррелограмм
3.2.1 Зависимость разрешения и погрешности измерения от уровня
шума в интерферограммах
3.2.2 Влияния шероховатости поверхности на погрешность измерений
3.2.3 Радикальное повышение разрешения по высоте при использовании атомно-гладких опорных зеркал
3.2.4 Влияние хроматических аберраций оптической системы интерферометра на погрешности измерений
Выводы к главе
Глава 4. Реализация методов низкокогерентной интерферометрии для измерения микро- и нанорельефа поверхности
4.1 Система ПРОФИЛЬ для контроля поверхности ТВЭЛ
4.1.1 Состав и структура системы
4.1.2 Оптическая схема системы ПРОФИЛЬ
4.1.3 Режимы работы
4.1.4 Управляющая программа
4.1.5 Экспериментальное исследование системы ПРОФИЛЬ

4.2 Микроскоп-профилометр для измерения микро- и нанорельефа
поверхности МНП-
4.2.1 Общая схема микроскопа-профилометра
4.2.2 Экспериментальные исследования микроскопа-профилометра
4.2.3 Технические характеристики МНП-
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

друга на угол —, можно рассчитать изменение рельефа поверхности, например, по формуле:
ДЛ = ±-^Л п ’
где 1%(р = — - отношение интенсивностей в первой (У/) и второй (/2) интерферограммах.

Рис. 1.9. Интерферограммы для расчета рельефа поверхности: а - по двум интерферограммам, б - по трем интерферограммам
Для трех интерферограмм (1.9,6), две из которых имеют фазовый сдвиг по отношению к первой на ^ и л, расчет изменения высоты рельефа можно
сделать по такой же формуле, как для двух интерферограмм. При этом фаза находится из выражения:
tg(p = —1—.
1,-212+1,
Этот метод применяется для измерения гладких поверхностей. Его достоинством является высокая скорость измерений при малом числе шагов изменения фазы. Разрешающая способность метода превышает 20 нм [125]. С увеличением числа интерферограмм разрешение может быть улучшено. Предположение о косинусоидальном характере изменения интенсивности в измеряемой точке, в зависимости от фазового сдвига, может приводить к большим погрешностям измерений.