автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Исследование и разработка лазерных дифракционных способов контроля геометрических параметров калибрующей зоны алмазной волоки

институт точной мехамют и оптики

На правах рукаптгои

КИЙНО Бада ВэкигмипоБЯЧ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЛАЗЕРНЫХ дйшщ50нных

способов контроля гшетрическж плр.уллров

калмврущей зоны алмазной еолоки

Специальность 05.11.07 -Оптические и оптико-здектрошко прг.Сорн

Автореферат диссертации на соискание ученой сгошй: кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1992

Расота выполнена в Институте точной механики и оптики (г, о.'-Петербург),

Научшй руководитель: кандидат технических наук, доцент Тарлыков В,А.

Официальные оппонента! доктор техникесгаа наук,

в ' ' час. на заседают специализированного совета Д.053,26.01 а Институте точной механики и оптики по адресу: 190000, Сажст-ПетерОург, пер. Гривцова, 14,

С дассвртвшюй мозке ознакомиться в библиотеке института.

профессор, ИТЫ0(г.С.-Петербург) Л.Ф, Порфирьев

кандидат физико-математических наук, с.н.с., ГОИ (г,С.-Петербург) С.И, Климентьев

Ведущая организация: ЛОМО (г.Сенкт-Петербург)

Задите диссертации состоится "0£" 4 О 199^ 1\

Автореферат разослан

«

ОЪ - С ? 1992г.

Учений секретарь специализированного < канд. технических наук, доцент

ОБЩАЯ МРЛККР11СТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работа, Происходящие в' процесса НТР

приводят к расширечию к оммункгсациопшгх се тай. В связи с этим в нашей стране и за рубежом непрерывно уБелкчжзется производство микролроволокл диаметром от десятков до сотен микрометроз, остающейся все еце оджл из основных элементов сетей связи. Инструментом для ее ярокгводсгза являет:я эолоха, изготавливаемая кз природных иди сизтеглесках оллэгов. Качество кикрокровсдскя зависит от точности соответствия геометрических серячотроэ рабочего канала волоки'техническим требог?кням. Допускаемое ГОСТ £1271 отклонения размера калибрующей зоны воле:« нэ превкзавт нескольких процентов. Качество злмззках волок в значительной степени определяется выборок методов к прксороз контроля. Рекомендуемые ГОСТ метода и средства контроля - определение среднего диаметра калйбруюзрй зек: по мерному отрезку .протянутой через волоку проволоки и оценка качества - визуально, путем просмотра волоки через микроскоп пмоет излук производительность н из позволяют автоматизировать процесс измерения. Креме тс го. оценка качества волоки является субъективной. Тр^'уотся пенс.-исследование яокгх методов хедтродя и разработка »граверов ах „-¡еализувдх, которые позволят авте^зшзярозать лредесс нейтрал;: к увеличат его прокгзодг;вл.,кость я о5гекг2виость. Из известных •«•годов контроля наиболее перспективной для рваеная поставленных задач представляется лазерная дкфрактсмэтркя. Она з наибольшей степени отвечает требованиям предъявляемым к средствам неразрушакщего промкаленного контроля: Овсконтактиооть, высокая чувствительность, малая зависимость от внэешх воздействий, чгсокое быстродействие, возможность автоматизация. Вопрос создания дифракционного измерителя здкззнкх солок изучен мело, что сеязёйя

со слоатостяки регистрации и анализа двумерных дифракционных распределений. Поэтому разработка методов лазерного дифракционного контроля шкроотверстиЯ и реализующих их устройств, которые могли См работать непосредственно в цеховых условиях к решать ряд задач: с ЗДоокоЯ точностью измерять средний диаметр калибрующей зоны водок» к контролировать еб качество (величину отклонения формы от заданной) является актуальной.

Цель работы. Настоящая работа ставит своей целью разработку а исследование шгода лазерной дифрактометрки, предназначенного для определения среда го диаметра, наличия и вида отклонения форма калаоруюцей зош едмазкой волоки, е также создаше прибора дифракционного контроля.

Для достжзния цела были поставлены и решены следующие задачи:

1. Ляадяз характерных видов отклонения формы отверстия, в 'частности калибрующей золи влиазной волоки, и их классификация.

2. разработка г&о?/<этричес:;ж аппроксимаций Формы контура отверстая с д&фектсн.

3. Изучение оснсйшл закономерностей образования дифракционного сом от отверстия с характерным ейдом отклонения формы.

4. Анализ к определите параметров дифракционного распределения, несущ«; информацию о среднем диьмзтре к отклонении формы контура контролируемого ооъзкха. Разработка катодах определения среднего размера отверстия, вида отклонения фор:лы я его величины.

Ь. Анализ особенностей регистрации дафрькцконних распределения от мккроотвврсткй, разработка методов к средств реализации устройств регистрация даумерншс дифракционных распределений.

¡¿етода исследований. Для решения задач, поставленных в диссертационной работе, использован математический аппарат,

принятый для описания световых полей в фнзнчэскоП и геометрической оптике, а также математический аппарат и постулата гаохИУртюскоЗ теории дифлякшш.

Научная новизна, проведэннцх исслздодедай зсклвчявтся з следующем:

1. Игученн основные зачонсмерности обрессзЕНИя дифзкционнмс полей от отверстий с характерными видаки отклонения Форш от круглей, Получены аналитические Еырчгкзжм ошенватао коле от круглого отверстия при наличии локального и распределенного отклонения фзрмы,

2. Предложена и обосновала мзгодккз определения среднего размера отверстия с отклонением форму от круглей, по линейному размеру дифракционного лепестка распределения поля проинтегрированного з азимутальном надразлеют.

3. определен информационная перамеЯр дифракционного распределения, зависящий от наличия, типа я величины отклонена •горш юоероотверотия - спектр азшутыюго рэеярадзлегпю? а;тенсязвости. получены аналитическая зозякяюоти позчодяясГ'* определить тип к величину отклойэкия Фор:.'л по номеру и омшаггуяэ гармоники спектра,

4. оптимизирована оптическая схема лазерного дифрвкточмрь для контроля круглых кикроогверстнй.

5. Проведена эксперимэнтельйея апробация полученных теоретических результатов.

Практическая ценность нзботц заключается а том, что определены основные закономерности образования дпфрекцко» ■ а полай от отверстий с отклонегамми формы от круглой, позволяйте по виду дифракционной картины однозначно определять качество волоки. ->язлега параметры даЗрокииошгаго расяродедешя» сбеспочпвачийк

определение сроднэго размера круглого отверстия и величины отклонения Сгормы о .\синимгльнсй погрешностью. Оптимизирована оптическая схема лазерного дкфрактомвтра, с учетом специфики регистрации - двумерных дифракционных распределений, что позволяет существенно повысить точность измерения. Изготовлен лазерный дифракцистпй1. прибор да контроля алмазных волок.

Реализация и внедрение результатов диссертационной работы в про^илснкоотк: лазерные дифракционные приборы контроля качества калибрующей бонн здмазшх волок внедрены на Подольском кабельном заводе им.Готвальда к го ВНЖКП (г.Москва) их использование позволило повысить точность и объективность контроля качества алмазных волок, увеличило производительность контроля, привело к улучшению условия труда контролеров - снижению утомляемости, что подтверждено актами о внедрен:«.

Аттсооацкя результатов работа. Основные положения

"диссертациошки работы докладывались и обсуждались на:

-IV Всесоюзном совещании "Коордкнатно-чувствительные приемники и сптико-электрингае приборы на их основе", Барнаул, 1937;

-III Всесоюзной конференции "Применение лазеров в технологии, передаче информации и кздипинб", Таллин, 1987;

-IV Всесоюзно»,- совздэник "Оптические сканирующие устройства и измерительные приборы на их основе", Барнаул, 1988г;

-XI Всесоюзной научно-техжческой конференции "Неразрушашие физические методы и средства контроля", Москва, 1983; -Всесоюзной нвучно-техкической конференции "Оптический, радиоволновой и тепловые методы неразрушалцего контроля", Могилев, 1989; -Научно-техничеексм совете БКЖКП (г.Москва); -научных семинарах кафэдры Кеонтоеой электроники Miicthtj та точной механики и ссгики (г.С.-Петербург).-

Публикаця:. По дкссертзкки опубликовано .9

работ, з то!« числе 5 статей, 3 тезиса докладов на Всесоюзных конференциях к совещаниях и 1 «вторскоэ свидетельство.

Структура и объем диссертации, Диссертационная работа

изложена на 193 страницах машинописного текста, иллюстрируется рисунками на 42 страницах и состоит из введения, 4 глаз, заключения, списка литературы из 145 наименований И приложений на 14 страницах.

Основные результаты и положения, представляемые к защите . -основные типы ззимутслнюй модуляция интенсивности каг.тевс?. структура дифракционного поля ст круглого отверстия с малыми 01клонекиями формы контура, в виде системы лучей расходящихся от центра картины, при распределенном отклонении Форш, я системы •-•чксимумов и минимумов поля, ргсзолохэннах в точках пересечения кривых второго порядка, при локальном отклонении формы;

-аналитические выражения олягиазаго рсспрделенлэ интенсивности дифракционного поля от круглого отверстия при наличии лекального и распределенного отклонения форма;

-средний диаметр отверстия при наличии отклонений фор?г.' г.лгат быть определен с минимальной погрешность» по расстояг -минимумада прмштегркровзшогр в. .азимутелыгем шзряшакя .фракционного распределения;

-величина и вид отклонения фср;.а отверстий могут быть определены из номера и амплитуда Макс&.ольксй гэршнккд спектра азимутального распределения интенсивности;

Краткое содержание работы, Во введении обоснована актуальность и сформулирована цель ^гасертационкой работы.

Первая глава посвяшэна анализу основных видов отклонений

форй и .методоз контроля (.икроотверсгий, выбору математической модели процесса контроля к конкретизации задач диссертационной работы. 3. основу анализа вида отклонений формы положено рассмотрение физических процессов при изготовлении микроотверсткй .в различных материалах и результаты экспериментальных исследований различных выборок алмазных волок, кик новых, так и бивших в эксплуатация, и других пропиленных объектов, имехэдих юзкроотеерстия (часовые камки, сопла, фильеры, сетки и т.п.). Ьсе шдп отклонений форма макроотверстий разделены на две группа: локэлькае и распределенные ("огранка") дефекты. Модель локального дефекта представляет .собой малую дополнительную прозрачную или непрозрачную субапертуру (с линейным! размерами много меньше длин контура отверстия) в виде полукруга или треугольника, находящуюся внутри зсш снаруш контура основного отверстия. Распределенный дефект продатевдэп в виде периодического изменения, поперечного "размера контура основного отверстия:

р(цО = R + асод(щ) (1)

где Я - средний радиус отверстия; а - величина отклонения формы; л - число периодов возмущения fjopwu; (р - угловая координата.

Рассмотрены кутоды контроля микроотверстий. В основу анализа положены чувствительность, точность и производительность, а такка еозмо;-::.\*эсть контроля огклойешй формы микроотверотяя к использования метода в цеховых условиях. Более подробно анализируются оптические методы. Из них Еыделен дифракционный -как ода из наиболее перспектиЕних для развития. ОН получил распространение при контроле протяженных длинномерных изделий типа проволок, ¡дедей» оптических волокон. Размер объекта при этом определяется по линейному размеру дифракционного лепестка' {расстоянии мекду какммуме«;$ дифракционной картины). Для двутершг.

- о _

объектов существует принципиальная всткетость определения по ^'Фракционной картине не только размера, ко и параметров формы,

отверстий, Форма которых отличается от круглой н етязлзниэ •.шформационных параметров дифракционного распредздеккя по которым с минимальной погрешностью могут бить спрэ далека ородакЗ дагмотр отверстия, вид и величине отклонения Сер:!'.;, Тек .как экспериментальные исследования дифракционного мегодз контроля .«кроотверстий слоэш й трудоемки, предлагается использовать для анализа математическое' моделирование дифасцаонкнх полей от объектов различной формы с яеяедьзозанйвм йймграла с-сеие ля-Кирхгофа:

где - координаты в плоскости отпоротая Л регистрации,-

с.'отвэтствэяно? и(Х,у) - функция продусхеняя отеоро!ия{ \ - длина волны излучения! л » - расстояние до плоскости регистрации; - диаметр отверстия; О - константа.

Показано, что отверстие о отклонениям ф>£Ш икает конечную степень симметрии (для идеально-круглого отверогля порядок симметрии равен бесконечности), Из саойотз аитзгральвого преобразования (2) следует, что симметркя отБэретия 'яалязывеят" аналогичную симметрию дифракционной квргкяе и при наличии отклонений формы, должно наблядаться перераспределение интенсивности дифракционной картины, увеличивавшее гтогропнооть' измерения среднего диаметра. Показано, что интегрирование коргспш в азимутальном направлении позволяет умэньгить погрешность гздгарения среднего диаметра микрсотверстея по величине "фракционного лепестка. Наличие симметричного пврврзспроделэикя

Однако, необходим дополнительный онагаз дифрекцяотаяс полей от

г

ГХз

интенсивности дифракционного ноля делает возможным определение параметров отверстия - из азимутального сечения дифракционной картины. Выполненный в главе анализ позволил определить основные направления исследований.

Во второй главе выполнен анализ дифракционного распределения от отверстия с распределенным отклонением формы и выделены Параметра» которые могут быть использованы для определения среднего диаметра отверстия, вида и величины отклонения формы. Качественный анализ дифракционного поля, основанный на линейности интегрального преобразования (2) и представлении апертуры с огранкой в виде совокупности сусапертур,' показалчто при наличии дефекта в дифракционном распределении появляется модуляция интенсивности в азимутальном направлении, наблюдаемая визуально в виде лучевых структур, расходясихся от Центра картины. Данное заключение подтзэрндако' результатам чиолешшх расчетов по выражении (2). Для получения аналитических выражений, описывающих дифракционное поле использовано приближение стационарной фазы, Поле, для четного к нечеткого п (см.(1)), определяется выражениями: 1(г,<$)*-~~г>э1пг(с>(ю)г-к/4), четное п (3)

■1Гг,ф>-----в1п3(Ег-%/4),нечетное п (4)

г3 Л((р)К(ЩХ)

где г - радиальная координата в плоскости дифракционной картины, <?

- угловая координата в плоскости дифракционной картины и в

плоскости отверстия, К(1р) - кривизна контура отверстия в точке с

координатами (р(<р),$). Область применимости данных выражений

ограничивается условием существования только одной пары точек

стационарной фаза не контуре отверстия:

а 1

а_ — ^--------(5)

^ д г

Вследствие налпия искал?пай дифракционной картина, п.

■г'-

определен:"! среднего диаметра отверстия по линейному размеру дифракционного лепестка в отдельном радиальном сечении, относительная погрешность измерения может достигать величины 10 %. Ее уменьшение тожет быть получено путем определения размера

отверстия по интегральному дифракционному распределению:

2%

Кг) = ~Ц[ Кг,ф; сьр (6)

¿г. 0

Относительная погреиность измерения при этом не превышает 1-2%, Вид и величина отклонения формы . могут быть определены из азимутального распределения интенсивности. При значениях координаты . г, соответствующих максимумам интегрального распределения 1(г) (6) зависимость относительной интенсивности от угловой координаты имеет вид:

1(<р)*1-(пг-1 )ог,соэ(щ), п - четное (7)

) соз(2гир), п - нечетное (в) Вследствие того, что модуляция К*.р] описывается гармонической функцией) спектр азимутального распределения имеет выраженный максимум. Его положение и норлированная на величину постоянной составляющей амплитуда ке изменяются при переходе на другой порядок дифракции. Вид и величина отклонения формы могут быть получены из номера и амплитуды максимальной гармоники спектра (7,8). Проверке полученных соотношений проводилась путем сопоставления результатов, получаемых но (3,4,7,8) с расчитанными по точной формуле (2), Отнйсктвльная погреиность предложенного приближения но превышает Ь % при всех значениях а, и я, удовлетворяющих соотношению (5).

В третьей глевз выполнен анализ дифракционного распределезгкя от о^эрстия, имехкего локальное отклонение формы и выделены пп-рг^етрп, которые могут Сыть использованы для определения среднего /даме:;, а огсерс.тия, вида и млитз/ отклонения фермы.

Качественный анализ основан на линейности интегрального преобразования (2), Отверстие представлено в виде совокупности субапертур. При малых размерах дефекта, в дифракционном распределении может быть выделена область вблизи центра картины (при г$1/Ьх, ГД'5 &х - максимальный размер дефекта), к которой вид искажений дифракционного поля зависит только от типа дефекта (Енутрзнний или внешний) И его площади. При размэрах дефекта Д.т реально встречакдахся на практике соотноаениз исполняется

для 10-20 наблюдаемых порядков дифракции. Поле в этой области имеет вид концентрических круглых колец, промодулировмшых по интенсивности. Максимумы и минимуш интенсивности расположены в точках пересечения оквифазннх поверхностей, которые определяются выражением:

± Л

р -----------------------(д;

1 ± ---С03((р) Й

где Я - рздкус основного отверстия; ! - расстояние от центра

отверстия до центра тяжести дефекта; Д - разность фаз,

соответствующая минимуму или максимуму тюля. Тил кривой

определяется величиной параметра эксцентриситета - 1/Ц. Г;рп

0$1/Я<1 ~ кривые являются элшпеахл; 1/КЯ -гиперболами. ански 'V'

и соответствуют различным ветвкл гипербол или яодожен1йз

фокусов эллипсов относительно центра. £ля получений енгиштйчэсяг.**

выражений, сшсыйзвдах ра.спръ*деле!Ше а»ггенсишости, дефект

заменялоя круглой суСапергурай, равной ем/ по шюцгди и

эквивалентной по типу (экран - дал . ьнутреклого и прлзрочнаи

апертура - для внешнего), расположенной в цзнтре тягэсти „*гефэкуа.

результнруядев поде при о том описывается выражением: о г К7. (Иг% г , КГ. (Кг) о-ДГ, {суд;

1—I—-1 ±4т?-—1----ТВ__1_1В—поа(гтъсо$(ц))

г г г

где с^а/Е; а - радиус круглого доф&кто эквивалентного

исходному по площади. После подстановки в (10), известных разложений функции Еесселя: •

(от) =----а

' о

ог Гаг;2

(11)

Ы, (Кг) /2Я %

---------и /----- о1п(Рг-----)

„ 3 4

и исключения членов второго порядка малости по о^, было получено

выражение для дифракционного поля от' ¡йдаростгэретия с локальным

дефектом:

07& %

Кг,(р) « —~~зтг(Я" - Щ зйггяг - Д'

-з -э

аул

Х4жт—-— (!---------) С-С'£(Г;МЛСОЭО) (12)

2 8

Вследствие наличия второго «гена» £ выражении (12;,. минимума

дифракционной картшш смещаются й, соответственно» увеличивается

аогрешость измерения среднего* диаметра кякроотвбрсткя, по

линейному размеру дифракционного лепестка, Она может достигать

величшш 10 я. Интегрирование д>:Фракцкойной карпам в азимутальном

направлении .6), также кок й в случае огракки, уменьшает

погрешность измерения. Сйшбкз при этом н& превышает десяти долей

процента. Относительная величина дафзмп иаяът Сыть озраделена, из

азимутального распределения кнтаяспвноста, зарзгястряройеккога в

максимуме интегрального распроделзкяя:

/х(гйр а? (сгрйг;2

1Гг,<р;=)+/----- —п---------)со8(!Г1~аозц) (13)

'2 2 8 к

Амплитуда п-той гармоники спектра п этом случае олнсыва&^ся внраконием:

о - о(п) ?,5тФЗ (14)

)

где a(nj - постоянный коэффициент, зависящий от номера гармоники п; Р. ~ номер дифракционного максимума; S - площадь дефекта. Численный анализ" показал, что для гармоники с максимальной амплитудой коэффициент а (р.) можно считать равным единице и sejnt'it'.Ha локального дефекта может быть определена из амплитуду максимальной гермоклки спектра, пс выражения (14). Для дифракционной картины от отверстия с локальным дефектом, положение максимальной гармоники спектра зависит от порядка дифракции й на котором производится регистрация. С изменением порядка на единицу, максимум спектра смещается на одну гармонику, что каи?7 служить при измерениях признаком наличия у отверстия локального дефекта. Погрешность аппрог'.'имацик (14) составляет bS - для второго максимума, 101- - для четвертого максимума и 3US - для седьмого максимума. Ее уменьшение может быть получено путем учета в (II) старших членов разложения.

Четвертая глак' поездиенз анализу и оптимизации методов и средств приборной реализации лазерного дкфракг.лонного измерителя микроотверстий. Вопрос создания прибора контроля микроотверстий в настоящее время проработан недостаточно, что связано с рядом особенностей дифрзкцвег-^лых распределений от такого р-ода объектов. Основными из. которых являются значительный динамический дзс.к:г-.си дифракционной картины и ее низкая катеяскьпость, обусловлю-."¡я малым коэффициентом Использсоакия излучения, из-за Сольиогс соотношения шюцади освещающего пучка тс микроотверстия.. Кроме того, натуральный алмаз, в котором выполнено отверстие, является прозрачным материалом с высоким показателем преломления и, при освещении волоки пучком большого сеченая, дифракционная картина сильно зашумлена прояедввл: через кристалл излучением, что ачиаает точность контроля. Д.и. ковашвиг интенсивности распределения и

умгнгления шумовой компоненты пода предложено- располагав кокгролируамчй объект вблизи фокальной плоскости осветительной с иит-еми (за перетяжкой лазерного пучка).- Однако, при этом ноложеяиэ Фурье плоскости и каестаб Фурье-преобразования занизят от положения объекта относительно перетякхи освещающего пучка. Получить инвариантное к осевым смещениям контролируемого объекта положение Фурье-плоскости и линейную зависимость масштаба от положения объекта контроля относительно перетяжки можно путвм выбора согласованных параметров оптической схемы освещения и Фурье-преобразования. Получены выражения для расчета габаритных размеров оптической схемы дафрактометра. Для уменьшения динамического диапазона регистрируемого сигнала предложено использовать неподвижные и вращающиеся бинарные фильтры. Угол раскрыва неподвижного бинарного фильтра увеличивается от центра дифракционной картины к краю пропорционально уменьшении интенсивности распределения, коаледования показали, что интегрируя сигнал по апертуре- фильтра в перпендикулярном к его оси направлении можно увеличить амплитуду крайних максимумов распределения до ампл::гуды второго максимума. Однако, вследствие двумерности дифракционной картины, при интегрировании происходит уменьшение контрасте и смещение минимумов, что снижает точность контроля. Вл!°.ние фильтра может быть умвньаено путем выбора его фермы, которая определяется кубически.1.! сплайном:

где - радиальная координата дифракционной картины. При

выравнивании рассчитанные фильтром восьми дифракционных порядков, с амплитудой в максимумах С ,07 10 отклонение гесметркчесих параметров распрзделснжя не превышает 0,01 %, средний контраст картины тактически ач изменяется. Однако, неподвижные бинарные

фильтры могут Сыть использованы только при контроле среднего диаметра отверстия, так как они не позволяют наблюдать псэ двумерное дифракционное поле, что требуется при контроле форш. Для решения этой задачи было предложено использовать вращаноиеся бинарные фильтры. Принцип действия которых основан на временном интегрировании сигнала дифракционного распределения, при этом фильтр вращается вокруг центра дифракционной картины с постоянной скорость», а угол его раскрква ст центра к крав изменяется тзкп;и образом, что Бремя интегрирования для казздой радиальной координат« обратно пропорционально уменьшении интенсивности дифракционного распределения. Форма врацаедегося пространственного фильтра определяете я вырая^-гсем:

)гг

е(Г) ,—— цб)

где г - текущая радиальная координата ;гг - число прозрачных секторов фильтра; Н - максимальный радиус фильтра; /(г) -функция, определяющая требуемую асимптотику выровненного сигнала. Фильтры, раечктащше по данной формуле были изготовлены мгтодгш фотолитографии из кедаэг фольги по стандартной технологии и использовались при проведении практически всех -кспер&чекталыт исследований.

В данной главе приведены результаты зкепер-'лзктелыюй апробации полученных теоретических результатов, исследования проводились на образцах алмазных волок к на микроотверстиях с эталонными отклонениями формы, выполненных методом фотолитографии. Получено хорошее соответствие теоретических и экспериментальных дифракционных распределен!*.» от микроствзрстиа с различные», судами дефектов. Среднеквадратичное скслонэкие экспериментальных сечений дифракционных распрвделэяй: о; расчетных не чрлвышггг I-**,

Сравнение ^'-фракционных картин от модельных ооразцов с картинами от реальзшх промышленных объектов показало правильность предложенных геометрически моделей еидоз отклонения формы отверстия. Сопоставление результатов контроля качества формы калибрующей зоны алмазных волок выполненного методом лазерной дифрвктсмвтрки и визуальным методом, дало совпадение результатов в 93 % случаев, при производительности дифракционного метода в 5-10 раз превышающей производительность визуального и меньшей утомляемости контролера. Результаты подтверждены актами независим« испытаний. На базе выполненных исследований был разработан лазерный дифракционный прибор контроля качества алмазных волок, который используется на ряде промышленных предприятий, что подтверждено актами внедрения.

В приложениях приведены акты нэзэеисимых испытаний алмазных волок методом лазерной дифрзктометрии и визуальным методом, протокол совместного заседания научно-технического совета Института кабельной промышленности (г.Москва) и представителей прошаленшх предприятий и акт внедрения результатов диссертационной работы.

Заключения.

I. Пред-голека классификация видов отклонений формы макроотверстия разделяющая отклонения формы на два типа -локальные и распределенные (огранку).

2. После кошт провесы фор.щсЕЖ/.я дифракционных полей от отверстия с различными видами оПиЬПыШ Форла от круглой. Получены характерные виды дифрзкцг;ойкш£ поЛвЯ от огэорстиЛ с типовыми отклонения!«: формы контура От круглой.

3. В приЯлихвнки геометрической теории дифрькихл получен;/ ьналитическне выражения огг/сызаййй? бйд. поля от круглого отверст/я

при наличии локального и распределенного отклонения формы.

4. Исследована методика определения среднего размера отверстия с отклонениями формы от круглой - по расстоянию между минимумами дифракционного распределения проинтегрированного в азимутальном направлении, Погрешность измерения не превышает 1-2?».

5. спределен информационный параметр дифракцксшюго распределения, зависящий от наличия, тша и величин*; отклонения формы отг-ерстия - амплитуда и номер максимальней гордого« спектра азимутального распре делонн.ч ш.'тексивк-сгк. Получе.ч? аналитические зависимости позволяющие олредглать тап и г.-.1-личину отклонения форм:: по номеру и амплитуде гармоники спектра.

6. Оптимизирована оптическая схема лазерного дифрактометрз, рассчитаны форма неподвижных и врацатагхеи пространстьошшх фильтров для выравнивания интенсивности дифракционного распределения.

7. Экспериментально подтверждена достоверность полученных, аналитических заражений описывающих дифрокшонш.-! распределения от микроотверстий с различными видами дефекта.

8. Провэгзна апробация предложенной методики когь'рол;. мпнроотварстий на партия.; промналакаых изделий. Незааислла сравнительные испытания лифригайсшого метода покаггии «го кнопку;.! дсстояерносгь - 93%, при при::::ыгд^гел.«-?-о-•.« а о-Ш раз гфекг-члад; производительность контроля г-> г-;. мотелей, и могшей утомляемости контролера.

9. Разработан вариант яромшлвнногх) прибора дкфракциолдсго контроля качества алмазных волок. Прибор в настоящвэ егтч используется на ряде промишняях првдсрййГйД.

I. Кр**оВ К,И., гп ПЛ.. г'кйсо Р .В., СЛ.

Лазерный метод контроля качества волочильного инструмента// III Всесоюзная конференция "Применение лазеров в технологии и системах передачи и обработки информации": Тевисы докладов. Ч.Ц. - Таллин, 1У87. - с,146-146.

2. Зайцев В.А., Кийко В.В, и др. Анал-га формы канала алмоадих волок дифракционным методом// Сб. Прогрессивные алмазные инструменты в промышленности. - Москва: ВНШТЭМР, - с.69-76,

3. Звонарев С,Л., Кийко В.В., Наумова В.А.. Тарлыков В,Л. Особенность дифрактометрии линейных размеров единичных элементов микроэлектроники// Измерительная, техника, - 1989, - MI. -с.42-43.

4. Тарлыков В,А,, Кийко В.В,, чижов с.А. Влияние фазовых вбзмущения на лазерную дяфрактомзтрию микроотверстий // Измерительная техника. - 1990. - №. - с.23-25.

5. Тарлыков В.д., Кийко В.В. Дифрактомзтрия микроотверстий с локальными дефектами//Дефектоскопия, - I98S, - Ш,.- с.16-21.

6. Тарлыков В.А., кидас В.В, Погрешность дифракционного метода измерений микроотверстий о локальными дефектами//Изыерительная техника, - 1938, - №11, - с,19-21.

7. A.c. СССР ШБ34302, ГОШ G0I В. Устройство для размерного контроля отверстий, В.А, Тарлыков и др. (ССОР). - 4о.:ил.

8. Тарлыков В.А., Кийко В.В, Применение координатного фотоприемника в с хеш дифракционного измерителя// Координатно-чувствительные фотоприемники и оптико-электронные устройства на их основа: Тезисы докладов.4.2.- -Барнаул:АШ,ISSV.

9. Тарлыков В,А., Кийко В.В., Кошелев A.C., Звонарев С,Л. Узол сканирования дифракционного измерителя// IV Всесоюзное совещание Оптические сканирующие устройства и измерителььие приборы на их основе: Тезисы докладов, 4,2. - Барнаул:АПИ, 1Э88.