Призначення і принцип дії мікроінтерферометра мии-4

Інтерфереційні мікроскопи (інтерферометри) випускають декількох моделей: від МИИ-4 до МИИ-12. Для вимірювання шорсткості поверхні в них використовують явища інтерференції – накладання двох або декількох когерентних коливань.

Мікоінтерферометр МИИ-4 призначений для візуальної оцінки, вимірювання та фотографування висоти нерівностей за параметрами R_Z i R_max у межах від 0,8 до 0,025мм на базовій довжині 0,25 або 0,08мм та за параметрами S_m i S у межах від 0,25 до 0,02 мм на базовій довжині 0,03 або 0,01 мм. Похибка вимірювань приладом не перевищує 0,03мкм, що складає ±5 % від вимірюваної величини. Апертура приладу 0,65; лінійне поле зору 0,32 мм.

У приладі МИИ-4 інтерференційні картини створюються внаслідок накладання світлових променів, відбитих від поверхні контрольованої деталі, та світлових променів, відбитих від зразкового дзеркала, яке має практично абсолютно гладку поверхню. Зображення поверхні разом з інтерфероційними смугами спостерігають через окуляр. На рис. 13 зображена інтерферограма поверхні, сфотографованої на приладі. Інтерференційні смуги викривлені відповідно нерівностям досліджуваної поверхні. Кожна смуга є зображенням збіжного з нею профілю поверхні.

Рис. 13. Інтер-ферограма поверхні

За допомогою окулярного мікрометра виміряють величину а викривлення інтерфереційної смуги та величину b ширини інтервалу смуг і за співвідношенням визначають величину мікронерівностей:

, мкм ,

де λ – довжина світлової хвилі для цього приладу.

Рис. 14. Схема ділянки інтерферограми поверхні

Вимірявши ординати п’яти вищих і п’яти нижчих точок від середньої лінії профілю, можна визначити параметр R_Z.

У тих випадках, коли одночасно необхідно визначити крок мікронерівностей, його обчислюють за формулою

, мкм ,

де α – кут профілю, або вимірюють за допомогою окулярного мікрогвинта, ціна поділок якого попередньо визначається за об’єкт-мікрометром.

Оптична схема мікроінтеферометра МИИ-4 зображена на рис. 15.

Рис. 15. Оптична схема мікроінтер-ферометра МИИ-4

Пучок світла від лампи 1 конденсором 2 проектуються у площину апертурної діафрагми 3. Об’єктивом 5 і напівпрозорою пластиною 8 зображення діафрагми 3 проектується у площини зіниць входу двох мікрооб’єктів 7 і 10, а зображення нульової діафрагми 4 – у нескінченність. Вторинні зображення нульової діафрагми об’єктивами 7 і 10 проектуються відповідно на підконтрольну поверхню 6 і плоске дзеркало 11. Пластина 9 служить для порівнювання довжини ходу у склі двох інтерферуючих пучків променів.

Відбиті від підконтрольної поверхні 6 і дзеркала 11 пучки променів, пройшовши мікрооб’єктив 7 і 10, з’єднуються у напівпрозорому шарі пластини 8 і за допомогою об’єктива 13 та дзеркала 14 направляються в окуляр 12. У фокальній площині окуляра спостерігають зображення підконтрольної поверхні та систему інтерфереційних смуг на ній. Форми смуг у збільшеному масштабі відтворюють профіль підконтрольної ділянки поверхні. Величину викривлення смуг вимірюють гвинтовим окулярним мікрометром МОВ-1 з 15-кратним збільшенням. Ширину і напрямок смуг можна змінювати, зміщуючи об’єктив 10 перпендикулярно його оптичній осі.

Для фотографування інтерфереційної картини її зображення одержують у кадровому вікні 16 за допомогою фотоокуляра 15 і дзеркала 17. Дзеркало 14 при цьому із ходу променів виводять.