Введение
Глава 1. Обзор и анализ интерференционных оптических методов и систем измерений рельефа поверхности 15
1.1 Развитие и общая характеристика оптической интерференционной профилометрии с использованием частично когерентного света 15
1.2 Формирование интерференционной картины 18
1.2.1 Случай монохроматических волн 18
1.2.2 Частично когерентные по времени волны 20
1.2.3 Пространственная когерентность 21
1.3 Анализ источников частично когерентного света 22
1.4 Виды интерференции 24
1.5 Оптические схемы интерферометров 25
1.6 Интерференционные методы измерения рельефа поверхности 30
1.7 Использование интерфенционных измерений в системах контроля качества промышленных изделий 39
1.8 Выбор и обоснование направления работы 44
Выводы к главе 1 46
Глава 2. Измерение микро- и нанорельефа поверхности методами низкокогерентной интерферометрии 48
2.1 Метод дифференциальных интерферограмм 49
2.2 Адаптивный порог для обнаружения интерференции 54
2.3 Трехзеркальный интерферометр частично когерентного света 62
2.4 Пороговый контроль рельефа поверхности методом полизональной интерферометрии 69
2.5 Метод измерения нанорельефа поверхности на основе частичного сканирования коррелограмм 72
2.6 Программное обеспечение для экспериментальных исследований по измерению микро- и нанорельефа поверхностей 79
Выводы к главе 2 80
Глава 3. Исследование погрешностей измерения рельефа поверхностей методами низкокогерентной интерферометрии 82
3.1 Анализ погрешностей измерения рельефа поверхностей методом дифференциальных интерферограмм 82
3.1.1 Зависимость погрешности измерения от шага сканирования 85
3.1.2 Влияние длины когерентности на погрешность измерений 87
3.1.3 Влияние вибрации на погрешность измерений 90
3.1.4 Выбор оптимального режима измерения 90
3.2 Погрешности измерения нанорельефа поверхности методом частичного сканирования коррелограмм 91
3.2.1 Зависимость разрешения и погрешности измерения от уровня шума в интерферограммах 92
3.2.2 Влияния шероховатости поверхности на погрешность измерений 93
3.2.3 Радикальное повышение разрешения по высоте при использовании атомно-гладких опорных зеркал 94
3.2.4 Влияние хроматических аберраций оптической системы интерферометра на погрешности измерений 97
Выводы к главе 3 99
Глава 4. Реализация методов низкокогерентной интерферометрии для измерения микро- и нанорельефа поверхности 100
4.1 Система ПРОФИЛЬ для контроля поверхности ТВЭЛ 100
4.1.1 Состави структура системы 101
4.1.2 Оптическая схема системы ПРОФИЛЬ 102
4.1.3 Режимы работы 103
4.1.4 Управляющая программа 105
4.1.5 Экспериментальное исследование системы ПРОФИЛЬ 108
4 4.2 Микроскоп-профилометр для измерения микро- и нанорельефа поверхности МНП-1 111
4.2.1 Общая схема микроскопа-профилометра 112
4.2.2 Экспериментальные исследования микроскопа-профилометра 113
4.2.3 Технические характеристики МНП-1 117
Основные результаты работы 118
Список литературы 120
Приложения 134
