Интерферометры µPhase мод. PLANO DOWN, PLANO/ SPHERO UP, ST+R, VERTICAL, UNIVERSAL

Назначение

Интерферометры iiPhase моделей PLANO DOWN, PLANO/ SPHERO UP, ST+R, VERTICAL, UNIVERSAL (далее по тексту - интерферометры) предназначены для измерений двумерной карты высоты профиля поверхности (топограммы) отражающих объектов относительно начальной точки, выбираемой оператором, в микро- и нанодиапазоне.

Описание

Принцип действия интерферометров основан на интерференции световых пучков лазерного излучения, отраженного от опорного зеркала и поверхности измеряемого объекта. В основе приборов лежит оптическая схема неравноплечного интерферометра Тваймана-Грина.

В интерферометрах световой поток от лазерного источника, пройдя через коллимирующее устройство, попадает на светоделительную призму, после которой направляется в предметное и опорное плечи интерферометров. В предметном плече располагается объектив и исследуемый объект, в опорном - плоское зеркало. Отразившись от предмета и плоского зеркала световые пучки сходятся на светоделительной призме. Интерференционное изображение строится объективом в плоскости регистратора - видеокамеры.

Расшифровка интерферограмм производится по методу дискретного фазового сдвига, вносимого опорным зеркалом, сдвигаемым пьезоэлементом. В результате обработки интерферограмм восстанавливается двумерная карта высот профиля поверхности объекта (топограмма).

Интерферометры представлены следующими моделями:

LPiase PLANO DOWN - для измерения объектов размером от 2 до 300 мм, расположенных снизу;

LPiase PLANO/ SPHERO UP - для измерения объектов размером от 2 до 300 мм, расположенных сверху;

LPiase ST+R - для измерения объектов размером от 2 до 50 мм, расположенных сверху;

LPiase VERTICAL - для измерения объектов размером от 2 до 150 мм, расположенных снизу;

LPiase UNIVERSAL - для измерения объектов размером от 2 до 300 мм, расположенных горизонтально.

Конструктивно интерферометры состоят из: интерферометрических датчиков LPiase 500/ 1000; источника излучения (HeNe-лазер); стойки настольной установки; объектива и персонального компьютера.

В зависимости от размера и поверхности испытываемого объекта в состав интерферометров могут входить различные объективы:

- для плоской испытываемой поверхности LLens PLANO 2, LLens PLANO 10, LLens PLANO 50, LLens PLANO 100, LLens PLANO 150, где цифры обозначают максимально возможный диаметр испытываемого образцы, мм;

- для сферической поверхности |iLens SPHERO 10 f/5.4 NA = 0.10 (11°), iLens SPHERO 10 f/3.0 NA = 0.17 (19°), Lil.ens SPHERO 10 f/1.5 NA = 0.34 (40°), |iLens SPHERO 10 f/1.0 NA = 0.50 (60°), |iLens SPHERO 10 f/0.7 NA = 0.71 (90°), |iLens SPHERO 50 f/4.1 NA = 0.12 (14°), Lil.ens SPHERO 50 f/2.4 NA = 0.21 (24°), |iLens SPHERO 50 f/1.5 NA = 0.34 (40°), |iLens SPHERO 50 f/1.0 NA = 0.50 (60°), iLens SPHERO 50 f/0.7 NA = 0.71 (90°) где цифры 10 и 50 обозначают максимальный диаметр измеряемого образца в мм, f/5.4, f/4.1, f/3.0, f/1.5, f/1.0, f/0.7 - диафрагменное число объектива, NA - числовая апертура (апертурный угол, град); Interfero4 4” f/11

NA=0.05 (5°), Interfero4 4” f/7.2 NA=0.07 (8°), Interfero4 4” f/4.8 NA=0.10 (12°), Interfero4 4”

f/3.3  NA=0.15 (17°), Interfero4 4” f/1.9   NA=0.26 (30°), Interfero4 4” f/1.5 NA=0.33 (39°),

Interfero4 4” f/1.1 NA=0.46 (55°), Interfero4 4” f/0.75 NA=0.67 (82°), F-Aplanar 10-4” f/7.60 NA=0.07 (8°), F-Aplanar 10-4” f/3.40 NA=0.15 (17°), F-Aplanar 10-4” f/1.50 NA=0.33 (38°), F-Aplanar 10-4” f/1.00  NA=0.50 (60°), F-Aplanar 10-4” f/0.67  NA=0.75 (97°), Interfero6 6” f/5

NA=0.09 (10°),  Interfero6 6” f/2.2   NA=0.23  (26°), Interfero6 6” f/1.1 NA=0.45 (53°),

F-Aplanar 10-6” f/3.30  NA=0.15 (17°), F-Aplanar 10-6” f/1.80  NA=0.23 (32°), F-Aplanar 10-6”

f/1.00 NA=0.50 (60°), F-Aplanar 10-6” f/0.75 NA=0.67 (83°), где цифры 4”, 6” - обозначают

максимальный диаметр измеряемого образца в дюймах, f/11, f/7.2, f/4.8, f/3.3, f/2.2, f/1.1, f/1.0, f/0.75 - диафрагменное число объектива, NA - числовая апертура (апертурный угол, град).

Для ограничения доступа внутрь корпуса приборов производится их пломбирование. Пломбируется место соприкосновения передней и задней панелей корпуса на боковой стороне прибора.

Для защиты от несанкционированного доступа к элементам интерферометров, интерферометрические датчики пломбируются защитной голограммой и защитной этикеткой соот-

ветственно.

в

м

б

Место нанесения маркировки

а

г                                                   д

Рисунок 1 - Общий вид интерферометров ^Phase моделей: а - PLANO DOWN, б - PLANO/ SPHERO UP, в -ST+R, г - VERTICAL, д - UNIVERSAL с указанием мест нанесения маркировки, знака поверки (М) и пломбирования (М)

Программное обеспечение

Интерферометры функционируют под управлением программного обеспечения (ПО) pShape, предназначенного для управления прибором в режимах калибровки, измерения и обработки результатов. ПО разделено на две части: метрологически значимая часть ПО содержится в виде библиотек на жестком диске ПЭВМ; интерфейсная часть ПО запускается на ПЭВМ и служит для отображения, обработки и сохранения результатов измерений.

ПО pShape представлено следующими версиями, различающимися функциональными возможностями:

- базовая (Basic) - стандартный пакет программного обеспечения для тестирования плоских и сферических поверхностей и волновых фронтов;

- офтальмологическая (Ophthalmic) - стандартный пакет программного обеспечения для тестирования плоских и сферических поверхностей и волновых фронтов с дополнительной функцией по определению бокового смещения инструмента на станках алмазно-токарных станках с однолезвийным инструментом;

- профессиональная (Professional) - профессиональный пакет программного обеспечения с расширенными функциями, такими как: вычисление полиномов Цернике-Лежандра, аберраций Зайделя или других статистических значений;

- индивидуальная (Customized) - индивидуальный пакет программного обеспечения, который можно сконфигурировать под индивидуальный стиль работы по требованию Заказчика.

Метрологически значимая часть программного обеспечения размещается в энергонезависимой памяти персонального компьютера. Несанкционированный доступ к программному обеспечению исключён посредством ограничения прав учетной записи пользователя, а также наличием пароля. ПО имеет несколько уровней допуска для пользователей: «Пользователь на производстве», «Пользователь в лаборатории», «Руководитель», «Администратор».

Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части программного обеспечения указаны в таблице 1.

Таблица 1

Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует «среднему» уровню защиты в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Таблица 2

* может варьировать в зависимости от комплектации по требованию заказчика

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации печатным способом и в виде наклейки на заднюю панель корпуса интерферометрических датчиков методом наклеивания.

Комплектность

В состав интерферометров входят элементы указанные в таблице 3.

Таблица 3

Поверка

осуществляется по документу МП 065.М44-15 «ГСИ. Интерферометры pPhase моделей PLANO DOWN, PLANO/ SPHERO UP, ST+R, VERTICAL, UNIVERSAL. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИОФИ» 15 сентября 2015г.

Основные средства поверки:

Меры шероховатости с параметром Rа из состава государственного вторичного эталона единицы длины в области измерения параметров шероховатости Rmax в диапазоне от 0,02 до 1,8 мкм и Rа номинального значения 0,0015 мкм (регистрационный номер 2.1.ZZA.00342015)

Основные метрологические характеристики:

Ra - 0,0015 мкм

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на корпус интерферометра (место нанесения указано на рисунке 1)

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

ГОСТ 8.420-2002 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений отклонений от прямолинейности и плоскостности

Техническая документация Компании «Trioptics GmbH», Германия