Диссертация (1025359), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Но для реализации такогооперативного контроля предварительно производится контроль образцов ЗГпробной серии на основе прямых измерений микрорельефа с использованием,например, АСМ. Результаты этих измерений необходимы для расчётакалибровочных зависимостей, которые используются для оперативногоконтроля качества защитных голограмм на основе косвенных измерений сиспользованием приборов, созданных для этих целей.118Выводы по главе 2На основе результатов, полученных в главе 2, можно сделать следующиевыводы:1.Разработан алгоритм и программа для расчёта распределенияинтенсивностидифракционногополядляотражающейдифракционнойрешётки с произвольным периодическим профилем микрорельефа и показанапринципиальная возможность контроля параметров ДР с на основе измеренияраспределения интенсивности в главных максимумах дифракционной картины,т.е.
косвенных измерений параметров ДР.2.На основе скалярной теории дифракции выведены математическиевыражения, описывающие зависимости распределения интенсивности вглавныхмаксимумахдифракционнойкартиныотпараметров,характеризующих профиль микрорельефа отражающей ДР, при наличиислучайных искажений профиля ДР. Введено понятие случайных искажениймикрорельефа, характеризующее пространственное распределение случайныхфлуктуаций реального микрорельефа относительно идеального периодическогорельефа, который минимально (в смысле СКО) отличается от реальногорельефа.Привыводематематическихвыраженийдляраспределенияинтенсивности в главных максимумах дифракционной картины принятомодельное описание случайных искажений микрорельефа как однородногогауссова случайного поля.
Показано, что:−случайныеискажениямикрорельефаможнохарактеризоватьдисперсией и нормированной корреляционной функцией;−случайные искажения микрорельефа приводят к возникновениюискажений фазовых флуктуаций дифрагирующей волны, которыепредставляютсобойнеоднородноематематическим ожиданием;гауссовополеснулевым119−величина дисперсии случайных искажений микрорельефа, а такжевид корреляционной функции влияют на распределение интенсивности вглавных максимумах дифракционной картины;−влияниеслучайныхинтенсивностивуменьшаетсяприискаженийглавныхмикрорельефамаксимумахувеличенииназначениедифракционнойкартиныдлиныволныизлучения,подсвечивающего ДР.Разработана методика контроля микрорельефа ДР ЗГ на основе3.прямых измерений. Предложено оценивать микрорельеф ДР ЗГ векторомTTпараметров формы P0 = (T0 , d , a1 , a2 , a3 , a4 , a5 ) и вектором PN = (σ ξ , kP , b1 , b2 , γ 1 , γ 2 )параметров случайных искажений микрорельефа.
Разработанная методикаапробирована при определении значений составляющих векторов формы ислучайных искажений для синусоидального, гребенчатого и трапецеидальногомикрорельефов ДР ЗГ.С использованием методики контроля микрорельефа на основе4.прямых измерений проведены исследования по оценке изменения параметровмикрорельефа рабочих матриц в процессе выпуска тиражей ЗГ. Показано, что:−ДР образцов ЗГ из конца тиража имеют больший период, причёмотносительное увеличение периода достигает 4%;−глубинамикрорельефаДРобразцовЗГизконцатиражауменьшается, причём относительное уменьшение глубины достигает20%;−форма микрорельефа ДР образцов ЗГ из начала и конца тиражаотличается, а именно, к концу тиража уменьшается амплитуда первойгармоники и, в большинстве случаев, увеличивается вторая и третьягармоники;−СКО случайных искажений микрорельефа ДР образцов ЗГ к концутиража в большинстве случаев уменьшается;120−ДР образцов ЗГ, полученных с использованием различных рабочихматриц даже в начале тиража, имеют различные параметры, в частностиотносительное значение отличия пространственного периода достигает2%, а глубины – 13%;−среднее значение СКО случайных искажений микрорельефапримерно равно 0,02 мкм.5.Разработана методика контроля защитных голограмм на основекосвенных измерений, заключающаяся в оценке параметров микрорельефа ДРЗГ по измеренным значениям интенсивности в главных максимумах.Особенностью разработанной методики являются следующие положения:−контроль производится на основе исходной информации о наиболеевероятных значениях параметров, характеризующих форму и случайныеискажения микрорельефа ДР ЗГ;−основнымипараметрами,подлежащимиконтролю,являютсяпространственный период и глубина микрорельефа;−для увеличения диапазона однозначности при измерении глубинымикрорельефаДРЗГпредложеноиспользоватькалибровочнуюзависимость, определяемую отношением значений интенсивности вглавных максимумах 2-го и 1-го порядков при подсветке ДР под углом,отличающимся от нуля.6.Проведён анализ погрешности метода контроля качества ЗГ,основанного на косвенных измерениях, для реальных образцов ДР ЗГ,имеющих синусоидальный, гребенчатый и трапецеидальный профили, ипоказано, что при наличии исходной информации о параметрах формымикрорельефа можно подобрать параметры схемы контроля, а именно, уголподсветки и длину волны излучения монохроматического источника, прикоторых даже при наличии случайных искажений с относительно большимизначениями СКО, достигающими σ ξ = 0,02 мкм , обеспечивается измерение121глубины микрорельефа с методической погрешностью, не превышающейзначений ∆ d ≈ 0,003 мкм .7.Сформулированы основные положения методики объективногоконтроля качества защитных голограмм в процессе их изготовления.122Глава 3.МЕТОДИКАПРОЕКТИРОВАНИЯОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЗАЩИТНЫХГОЛОГРАММ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ3.1.
Функциональные схемы оптико-электронных приборов дляконтроля качества защитных голограммНаиболее полную информацию о микрорельефе ЗГ можно получитьметодом контроля на основе прямых измерений параметров микрорельефа. Но,как отмечалось ранее, такой метод очень трудоемок, что ограничивает егоприменение на практике. Поэтому основным методом контроля в предлагаемойметодике является метод на основе косвенных измерений.
Контроль на основепрямых измерений используется как вспомогательный метод, предназначенныйдля получения исходной информации о составляющих вектора параметровформы и случайных искажений рельефа, а также анализа локальных дефектов.В частности, при осуществлении контроля качества изготовления мастерматриц ЗГ и ЗГ необходимо контролировать наличие локальных дефектов,вызванных наличием на поверхности мастер-оригинала пылинок, локальныхцарапин, вырывов металла в покрытии и др.
Наличие локальных дефектовдифракционных решёток можно контролировать с использованием методовоптической микроскопии при подсветке микрорельефа наклонными пучкамилучей. После обнаружения локальных дефектов, области, содержащие данныедефекты, подвергаются более детальному анализу с использованием АСМ,предназначенных для прямых измерений микрорельефа ДР. Решение огодности принимается на основе оценки количества локальных дефектов иэкспертных оценок параметров этих дефектов.3.1.1.
Функциональная схема оптико-электронного прибора дляобнаружения локальных дефектов защитных голограммДля обнаружения локальных дефектов предлагается использовать оптикоэлектронный прибор, функциональная схема которого представлена на Рис. 3.1.1231 – система подсветки; 2 – контролируемый образец ЗГ; 3 – предметный столик;4 – микрообъектив; 5 – куб-призма; 6 – тубусная линза;7, 10 – ТВ-камеры; 8, 12 – матричные приёмники излучения;9, 13 – электронные блоки; 11 – объектив; 14 – компьютер;15 – электронный блок управления; 16 – блок двухкоординатного перемещения;17 – блок автофокусировки.Рис. 3.1. Функциональнаясхемаоптико-электронногоприбораобнаружения локальных дефектов защитных голограммдля124В состав ОЭП [46] входит оптическая головка, которая состоит из двухоптических каналов: каналанаведения,разделённыхрегистрациикуб-призмой5.микроизображений иКонтролируемыйканалаобразец2,размещается на предметном столике 3 и освещается системой подсветки 1, всостав которой входит набор светодиодных излучателей.
Канал регистрациимикроизображений состоит из микрообъектива 4, тубусной линзы 6 и ТВкамеры 7,включающейматричныйприёмникизлучения(МПИ)8иэлектронный блок 9. Канал наведения состоит из микрообъектива 4 и ТВкамеры 10, в состав которой входит объектив 11, МПИ 12 и электронныйблок 13. Цифровые сигналы с выходов ТВ-камер 7 и 10 поступают в компьютер14, где осуществляется их обработка с целью обнаружения дефектов, а такжепредставлениявозможностьизображенийперемещениянамониторе.припомощиОптическаяголовкаавтоматизированнойимеетсистемылинейных перемещений, состоящей из электронного блока управления 15,блока двухкоординатного перемещения 16 вдоль осей x и y, а также блокаавтофокусировки 17 для перемещения вдоль оси z. Управление перемещениямиосуществляется блоком управления (контроллером) 15.
Система подсветки 1включает в свой состав набор светодиодов, освещающих контролируемыйобъект белым светом. Светодиоды установлены вокруг оптической оси подуглом к нормали к плоскости контролируемого элемента 3.Устройствоработаетследующимобразом.Зафиксированныйконтролируемый объект 3 подсвечивается системой подсветки 1 в направлениизаданного угла к нормали плоскости объекта 3.
Микрообъектив 4 и тубуснаялинза 6 формируют с увеличением 50× микроизображение в плоскостичувствительныхэлементовМПИ 8ТВ-камеры7. Микроизображение,регистрируемое МПИ 8, преобразуется в электронном блоке 9 в цифровой код изаписывается в память компьютера 14.125В компьютере 14 с целью обнаружения дефектов производитсякорреляционное сравнение микроизображения зоны контролируемого элемента2 и сохранённых в памяти компьютера 14 синтезированных изображений.Микрообъектив 4 и дополнительный объектив 11 канала наведениясовместно формируют изображение в большем линейном поле. Изображениерегистрируется МПИ 12, преобразуется в электронном блоке 13 в цифровойкод, передаётся в память компьютера 14 и отображается на мониторекомпьютера для оперативного наблюдения его человеком-оператором.Контроль качества ЗГ производится для отдельных фрагментов ЗГ. Спомощью устройства перемещений осуществляется наведение визирной оси наконтролируемую зону ЗГ и корреляционным методом производится сравнениеданной зоны с эталонным образом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
