Диссертация (1025359), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Графики этих калибровочных зависимостей представленына Рис. 3.11. Калибровочные зависимости были рассчитаны для условийпроведения эксперимента на макетном образце ОЭП, а именно, для длиныволны λ = 0,405 мкм лазерного диода и угла подсветки образцов ДР α = 60 .При расчётах было принято, что номинальное значение пространственного148периода имеет значение T0 = 0,810 мкм , а составляющие вектора случайныхискажений рельефа равны σ ξ = 0,007 мкм ; b = 0,7 ; k p = 0,3 мкм ; γ = 1,0 .Рис.
3.11. Калибровочные зависимости для тестовых ДР с учётомслучайных искажений рельефа (красная кривая) и без учёта(синяя кривая)По представленным на Рис. 3.11 калибровочным зависимостям в процессепроведения экспериментов определялись значения глубины профиля для трёхфрагментов каждого из пяти образцов тестовых ДР. В Таблице 3.6представлены значения глубины рельефа, которые получены на основе прямыхи косвенных измерений.
Значения косвенных измерений, приведённые вТаблице 3.6, определены с учётом случайных искажений рельефа нараспределение интенсивности в первом и втором главных максимумахдифракционной картины на контролируемых образцах ДР, а также без учётаэтих искажений.149Таблица 3.6.Значения глубины микрорельефа тестовых образцов ДР, полученных на основепрямых и косвенных измеренийНомеробразца ДРЗначения по результатампрямых измеренийПо зонамДР№1№2№3№4№50,05120,05100,05140,06120,06210,06180,07300,07350,07370,11500,11650,11610,12400,12620,1255Среднее0,05120,06170,07340,11590,1256Глубина рельефа d , мкмЗначения по результатам косвенных измеренийС учётом случайныхБез учёта случайныхискажений рельефаискажений рельефаПо зонамСреднееПо зонамСреднееДР0,0550,0520,0540,0640,0660,0630,0740,0760,0720,1130,1170,1160,1220,1250,1270,05370,06430,07400,11530,12470,0600,0580,0590,0690,0700,0680,0770,0790,0750,1140,1180,1170,1230,1260,1280,05900,06900,07700,11630,1257Из анализа результатов, представленных в Таблице 3.6, следует:1) отличие значений глубины рельефа полученных на основе косвенныхизмерений при учёте случайных искажений рельефа от значений,полученных на основе прямых измерений, не превышает величины0,0026 мкм , т.е.
в два раза меньше допустимого предела СКОσ d ≤ 0,006 погрешности измерения глубины микрорельефа ЗГ;2) отличие значений глубины рельефа полученных на основе косвенныхизмерений без учёта случайных искажений рельефа от значений,полученных на основе прямых измерений, достигает величины0,0078 мкм, превышающей допустимый предел СКО σ d ≤ 0,006 мкмпогрешности измерения.150На основании этих результатов можно сделать вывод об адекватностипринятого математического описания процесса дифракции с учётом случайныхискажениймикрорельефаДР,атакжеправильностивыведенныхматематических зависимостей.Кроме этого, на первом этапе экспериментальных исследованийпроизводилась оценка погрешности метода контроля пространственногопериода T0 ДР на основе косвенных измерений.
Метод заключается визмерении углов β1 и β 2 , характеризующих направление первого и второгоглавных максимумов дифракционной картины, последующего вычисленияпространственного периода по формуле (3.4). Значения пространственногопериода, определённые в процессе экспериментов для тестовых образцов ДР наоснове метода прямых и косвенных измерений, представлены в Таблице 3.7.Таблица 3.7.Значения пространственного периода тестовых образцов ДР, определённые наоснове методов прямых и косвенных измеренийНомер образцаДР№1№2№3№4№5Значение пространственного периода ДР T0 , мкмРезультаты прямых измеренийРезультаты косвенных измеренийПо зонам ДРСреднееПо зонам ДРСреднее0,8150,8140,8140,8120,8080,8100,8010,8040,8030,8070,8090,8080,8060,8080,8090,81430,81000,80270,80800,80770,8120,8130,8110,8120,8090,8070,7970,7990,8010,8050,8090,8060,8010,8060,8040,8120,80930,7990,80670,8037151На основе сравнения результатов прямых и косвенных измерений можноконстатировать,чторазницамеждусоответствующимизначениямипространственного периода не превышает величины 0,004 мкм, что в 2,5 разаменьшедопустимогоСКОσ T ≤ 0,010 мкмпогрешностиизмеренияпространственного периода ДР.Такимобразом,результатыпервогоэтапаэкспериментальныхисследований, подтверждают эффективность предложенного метода контролякачества ЗГ и мастер-матриц ЗГ на основе косвенных измерений.3.4.2.ОценкапогрешностимакетногообразцаОЭП,предназначенного для контроля качества ЗГ на основе косвенныхизмеренийВрамкахдиссертационнойработыразработанаметодикапроектирования, которая была апробирована при разработке и созданиимакетного образца ОЭП, предназначенного для реализации метода контроля наоснове косвенных измерений.
С целью подтверждения правильности основныхположенийразработаннойэкспериментальныхметодикиисследованийпроектированиябылапроведенанавторомоценкаэтапепоказателейточности этого макетного образца ОЭП. В качестве контролируемых образцовиспользовались выпускаемые серийно ЗГ и мастер-матрицы ЗГ.Фотографии образцов ЗГ, которые использовались при проведении этихэкспериментов, приведены на Рис. 3.12. При проведении экспериментовиспользовалось пять образцов, два из которых представляли собой ЗГ –образцы №1 и №2, и три образца №3, №4 и №5 – мастер-матрицы ЗГ,дифракционные решётки которых имели различные значения периода иглубины профиля.152Рис. 3.12. Фотографии тестовых образцов ЗГВ соответствии с методикой проведения экспериментов для выбранныхзон контроля с использованием АСМ модели Solver Pro регистрировалисьфрагменты трёхмерной модели микрорельефа зон контроля ДР и, сиспользованиемметодикиобработки результатов прямых измерений,определялись значения вектора P0 , характеризующего форму профиля ДР, ивектора PN , характеризующего случайные искажения рельефа.
На основе этихданных рассчитывались калибровочные зависимости, которые использовалисьв макетном образце ОЭП для контроля пространственного периода и глубинырельефа на основе анализа пространственного распределения интенсивности вглавных максимумах дифракционной картины. Прямые и косвенные измерениявыполнялись по три раза для каждой из зон контроля образцов ЗГ и мастерматриц ЗГ.153В Таблицах 3.8 и 3.9 представлены значения пространственного периодаи глубины тестовых образцов ЗГ и мастер-матриц ЗГ, которые былиопределены на основе методов прямых измерений, а также косвенныхизмерений с использованием макетного образца ОЭП.Таблица 3.8.Значения пространственного периода ДР тестовых образцов ЗГ и мастерматриц ЗГ, определённые на основе методов прямых и косвенных измеренийНомеробразца ДР№1№2№3№4№5ИзЗначение пространственного периода ДР T0 , мкмРезультаты прямых измеренийРезультаты косвенныхизмеренийПо зонам ДРСреднееПо зонам ДРСреднее1,2001,2021,20171,20431,2031,2051,2021,2061,2981,2971,29871,30101,3001,3021,2971,3040,6470,6490,64870,65170,6500,6500,6490,6560,9981,0021,00201,00501,0051,0081,0031,0051,5501,5491,55271,55401,5551,5561,5531,557Таблицы3.8следует,чтоотличиесреднихзначенийпространственного периода, полученных в эксперименте на основе методовпрямого и косвенного измерений, не превышает величины 0,003 мкм, т.е.меньше допустимого значения σ Tдоп ≤ 0,010 мкм СКО погрешности измеренияпространственного периода.154Таблица 3.9.Значения глубины микрорельефа ДР тестовых образцов ЗГ и мастер-матриц ЗГ,определённые на основе методов прямых и косвенных измеренийНомеробразца ДР№1№2№3№4№5Значение глубины рельефа ДР d , мкмРезультаты прямых измеренийРезультаты косвенныхизмеренийПо зонам ДРСреднееПо зонам ДРСреднее0,1510,1530,15370,15570,1560,1550,1540,1590,1850,1870,19030,19130,1940,1920,1920,1950,2310,2190,23630,23070,2400,2380,2380,2350,2790,2790,28370,28130,2870,2840,2850,2810,3210,3200,32430,32070,3250,3240,3270,318Из Таблицы 3.9 следует, что максимальное отличие средних значенийглубины рельефа, полученных в эксперименте на основе методов прямого икосвенного измерений, достигает величины 0,0056 мкм, которая не превышаетдопустимого значения σ dдоп ≤ 0,006 мкм СКО погрешности измерения глубины.На основании полученных результатов второго этапа экспериментальныхисследований можно сделать вывод о том, что макетный образец ОЭП,удовлетворяет требованиям по точности измерений.
Этот факт подтверждаетправильностьположенийразработаннойвдиссертацииметодикипроектирования ОЭП, предназначенных для контроля ЗГ и мастер-матриц ЗГ наоснове метода косвенных измерений.155Выводы по главе 3На основе результатов, полученных в главе 3, можно сделать следующиевыводы:1.РазработаныоригинальныефункциональныесхемыОЭП,предназначенных для контроля ЗГ и мастер-матриц ЗГ на основе методакосвенных измерений.2.Разработана методика системотехнического уровня проектированияОЭП, предназначенных для контроля ЗГ и мастер-матриц ЗГ на основе методакосвенных измерений.3.На основе экспериментальных исследований получены следующиенаучные и практические результаты:− доказанаадекватностьпринятогоматематическогоописанияпроцесса дифракции с учётом случайных искажений микрорельефаДР,атакжеправильностьвыведенныхматематическихзависимостей;− подтверждена эффективность предложенного методики контролякачества ЗГ и мастер-матриц ЗГ на основе косвенных измерений наоснове косвенных измерений;− подтверждена правильность разработанной в диссертации методикисистемотехническогоуровняпроектированияОЭП,предназначенных для контроля ЗГ и мастер-матриц ЗГ на основеметода косвенных измерений.156ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕНа результате проведённых исследований получены следующие научныеи практические результаты:1.Предложен критерий принятия решения о качестве ЗГ на основесравнения значений параметров профиля микрорельефа дифракционныхрешёток контролируемого и эталонного образцов ЗГ.2.Введено понятие случайных искажений профиля микрорельефадифракционных решёток и принято модельное описание искажений какоднородного гауссова случайного поля.3.В рамках скалярной теории дифракции впервые полученыаналитическиевыражения,описывающиезависимостираспределенияинтенсивности в главных максимумах дифракционной картины при наличиислучайных искажений профиля микрорельефа дифракционных решёток.Адекватность принятого математического описания подтверждена в процессеэкспериментальных исследований.4.Разработана методика оценки параметров профиля микрорельефадифракционных решёток ЗГ на основе прямых измерений, позволяющаяобосновать допустимые значения погрешностей ОЭП, используемых приоценке параметров ЗГ.5.Разработан метод оперативного контроля качества ЗГ на основекосвенных измерений глубины и пространственного периода профилямикрорельефа дифракционных решёток ЗГ.6.Предложена методика контроля качества ЗГ, основанная на прямыхи косвенных измерениях параметров профиля микрорельефа ДР, позволяющаяконтролировать качество ЗГ на всех стадиях технологического процессаизготовления.7.Предложены оригинальные функциональные схемы и разработанаметодика проектирования ОЭП контроля качества ЗГ, эффективность которой157подтверждена в ходе экспериментальных исследований макетного образцаОЭП, разработанного по данной методике.Задачи диссертационной работы, сформулированные во введениирешены, цель диссертационной работы достигнута.158СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.
Коншин А.А. Защита полиграфической продукции от фальсификацииМ.: Синус, 1999. 160 с.2. Шаталов А.С., Ваксян А.З. Фальсификация, подделка, подлогМ.: Лига Разум, 1999. 160 с.3. Lancaster I.M. Holography: Past, present and future // Holography News.2009. Vol. 23(6). P. 1–10.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
