Исследование голограмм элементарных объектов, страница 4

 К´ = Dэ / D.

6. Перекрыв опорный пучок, зарисовать с экрана дифракционные картины от проволок различного диаметра с объективом и без него и измерить расстояния между экстремумами распределения. Открыть опорный пучок,  получить на экране наклонную систему чередующихся темных и светлых полос и, поочередно устанавливая на пути предметного пучка проволоки различного диаметра, зарисовать их голограммы.

Содержание отчета:

1. Цель и содержание работы,  оптическая схема установки.

2. Рисунки дифракционных погрешностей, возникающих при прохож-дении лазерного излучения через объектив.

3. Расчетная зависимость d = dэ / К´ = f (a) для l = 330 мм.

4.Рисунки различных вариантов голограмм “плоскость - плоскость”.

5. Рисунки голограмм и дифракционных картин от проволок разных диаметров.

6. Выводы.

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАЗЕРНОГО ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПЛОСКИХ ОБЪЕКТОВ

Цель работы. Ознакомление с принципом действия и устройством лазерного интерференционного измерителя изменения толщины (ИИТ) плоских прозрачных объектов, освоение методики работы с ИИТ и проведение измерений.

Основные положения. Монохроматичность и высокая степень направленности лазерного излучения позволяют использовать лазеры в измерительных устройствах, основанных на интерференции оптического излучения. К такого рода устройствам относятся лазерные измерители перемещений, системы контроля температуры, измерители изменения толщины плоскопараллельных пластин, а также слоев, нанесенных на оптически прозрачные подложки.  Информация о скорости нанесения или удаления слоя позволяет осуществить оперативный контроль процессов напыления, плазмохимического и ионно-химического травления при изготовлении интегральных схем.

В основе принципа действия интерференционных измерителей лежит изменение средней плотности потока, обусловленное суперпозицией электромагнитных волн, отраженных от двух или более границ сред с различными показателями преломления. Изменение положения границ приводит к соответствующему изменению разности хода отдельных волн и их фаз.

Интенсивность суммарного отраженного пучка I для двух интерфери-рующих волн определяется как

                            I = АEc2 = А (E12 + 2E1E2 cos Djå + E22),                               (6.1)

где А – размерный множитель; Е1 и E2 – амплитуды напряженности электрического поля; Djå – разность фаз двух волн  в данной точке.

При Е1 = E2 зависимость I = f (Djå) имеет вид (1 + cos Djå). Максимумы интенсивности соответствуют условиям  cos Djå = 1  или   Djå =

= 2mp,    минимумы – cos Djå = -1   или Djå = (2m + 1)p, где m = 0; ±1; ±2…

Суммарная разность фаз Djå складывается из разности фаз Dj, обусловленной разностью хода двух волн, и скачков фаз j1 и j2, возникающих при отражении волн от границ сред c различной оптической плотностью. При нормальном падении излучения на границу j = - p при отражении от более плотной среды (n2 > n1) и j = 0  при отражении от менее плотной среды.

Рассмотрим, каким образом изменяется разность хода интерфери-рующих волн при отражении от плоской прозрачной среды с показателем преломления n2 и толщиной d (рис. 6.1).

 Разность хода двух волн I1 и I2  êDL ê = n2 (AB + BC) - n1AD. AB + BC = 2d / cos Qпр,  AD = AC sin Qпад = 2d tg Qпр sin Qпад. С учетом известного соотношения sin Qпад / sin Qпр = n2 / n1 имеем