Оптимизация преобразования сигнала в лазерных дифракционных измерителях размеров микрообъектов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, кандидат технических наук Фефилов, Георгий Дмитриевич

• Фефилов, Георгий Дмитриевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Фефилов, Георгий Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛАЗЕРНАЯ ДИФРАКТОМЕТРИЯ

1.1. Практическое использование дифрактометрии. Объекты дифрактометрии

1.2. Дифракция на плоских экранах; основные свойства

1.2.1. Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии в плоском экране; основные свойства

1.2.2. Дифракция Фраунгофера на прямоугольном отверстии в плоском экране; основные свойства

Выводы

2. ДИФРАКЦИОННЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

2.1. Уравнение измерений дифракционного метода

2.2. Анализ способов выделения измерительной информации

2.2.1. Дифракционный способ, основанный на измерении интенсивности в фиксированной точке плоскости регистрации дифракционной картины

2.2.2. Дифракционный способ, основанный на измерении интервала между экстремумами дифракционной картины

2.2.3. Дифракционный способ, основанный на анализе спектра сигнала

2.2.4. Дифракционный способ, основанный на анализе сигнала в фазовом пространстве

2.2.5. Сравнительный анализ дифракционных способов измерения

2.3. Структурная схема дифракционного измерителя, анализ основных его узлов 43 Выводы

3. ОСОБЕННОСТИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО СИГНАЛА

В ЛАЗЕРНОЙ ДИФРАКТОМЕТРИИ

3.1. Анализ спектра и преобразование измерительного сигнала дифракционного измерителя

3.2. Синтез оптимальной весовой функции. Анализ методов ее реализации

3.3. Амплитудная пространственно-временная фильтрация

3.4. Бинарная пространственно-временная фильтрация

3.5. Экспериментальное исследование метода амплитудной пространственно-временной фильтрации

3.6. Экспериментальное исследование метода бинарной пространственно-временной фильтрации 74 Выводы

4. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПОМЕХ НА ДИФРАКТОМЕТРИЮ МИКРООБЪЕКТОВ

4.1. Влияние параметров лазерного излучения на дифрактометрию микрообъектов

4.1.1. Влияние гауссова распределения амплитуды поля на погрешность дифракционного метода измерения

4.1.2. Влияние неравномерности распределения фазы поля на круглом отверстии на погрешность дифракционного метода измерения

4.2. Влияние ограничения ширины спектра сигнала на погрешность дифракционного метода измерения

4.3. Влияние аддитивной помехи на погрешность дифракционного метода измерения

Выводы

5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЛАЗЕРНЫХ ДИФРАКТОМЕТРОВ И

ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И НАУКЕ

5.1. Лазерные дифрактометры

5.1.1. Дифракционные измерители диаметра микропроволоки - ДИД-4, ДИД^м, ДИД

5.1.2. Дифракционный измеритель диаметра микропроволоки - ДИД

5.1.3. Дифракционный измеритель диаметра отверстия ДИД

5.2. Практическое использование дифрактометров серии ДИД 115 Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация преобразования сигнала в лазерных дифракционных измерителях размеров микрообъектов»

В науке и технике измерения занимают одно из центральных мест. Проведение прецизионных измерений в науке и технике, биологии и медицине, разработка технологий новых видов материалов, развитие таких отраслей промышленности как приборостроение, микроэлектроника, станкостроение; интенсивное развитие современного производства, создание прецизионных устройств различного назначения, увеличение их качества и надежности невозможно без разработки и создания высокоточных средств измерения.

Свойства и параметры изделия зависят от точности воспроизведения его линейных размеров, отклонение размеров за границы допуска приводит не только к ухудшению технических характеристик, но и нарушению функционирования и выходу изделий из строя. Уменьшение размеров изделий является одним из путей, с помощью которого современное приборостроение, микроэлектроника и инструментальное производство достигает принципиально новых показателей. За последние годы минимальные размеры изделий, подлежащих контролю, сократились до единиц и долей микрометров, и появляются изделия с элементами субмикронного размера. Изделия, имеющие малые поперечные размеры выпускаются электротехнической, металлургической, кабельной, радиоэлектронной, приборостроительной, оптической промышленностью. Поперечный размер изделия (размер микроотверстия и микрочастицы, толщина нити, проволоки, волокна, ширина проводника или ленты и т.п.), является одним из важнейших параметров, определяя в значительной степени допустимые механические, электрические и иные параметры изделий. Например, стабильность параметров по длине изделия или допустимый разброс диаметра микроотверстий оказывает влияние на качество, надежность, точность, механические и электрические характеристики и прочие параметры более сложных устройств электроизмерительных приборов, электрических двигателей, тензорезисторов, воздушных подшипников, двигателей внутреннего сгорания, устройств на основе композиционных материалов, оптических приборов и многих других. Поэтому поперечный размер изделий имеет жесткий технологический допуск, так, в соответствии с ГОСТ 18003-73 технологический допуск на вольфрамовую проволоку диаметром 10 мкм. составляет ±1.5 % от номинального размера.

С помощью высокоточных средств измерения малых размеров удается решить широкий круг задач, связанных с исследованием в биологии и медицине. Это - определение размеров клеток и других биологических объектов, внутриклеточных образований, а также определение толщины клеточных оболочек, мембран в функционирующем микроорганизме. Появляется возможность быстрого, бесконтактного обнаружения физиологических и морфологических изменений в клетках, автоматической сортировки их в проточной системе, проводить быстрый диагностический анализ, диагностировать заражение и последствия облучения. В частности, большое значение в медицине имеет измерение линейных размеров клеток крови животных и человека. Это нужно для выявления реакции организма на воздействия, обусловленные влиянием различных факторов.

Уменьшение размеров подлежащих контролю изделий и объектов предъявляет повышенные требования к средствам контроля линейных размеров, в которых должны сочетаться:

• высокая точность измерения в диапазоне микронных размеров;

• широкий и непрерывный рабочий диапазон измерения;

• измерение объекта без механического контакта с ним;

• малое время съема измерительной информации;

• высокая производительность и малая локальность измерения;

• не жесткое положение контролируемого объекта в зоне измерения;

• простота реализации и удобство пользования измерителем.

Контроль геометрических параметров изделий с малыми линейными размерами (5 - 500 мкм.) в настоящее время осуществляется с помощью различных средств измерения /СИ/, которые делятся на две основные группы: контактные и неконтактные [96,101].

Несмотря на широкое внедрение в производство контактные СИ не всегда удовлетворяют все возрастающим требованиям к таким параметрам как погрешность измерения, производительность и рабочий диапазон размеров. Многие контактные СИ на практике сложно автоматизировать.

Неконтактные СИ применяются для контроля размеров и формы изделий, контроля отдельных видов геометрических параметров (контроль диаметра тонких нитей и малых отверстий, их отклонений от круглой формы, измерение шероховатости поверхности и т.п.), к ним относятся емкостные [114], пневматические, оптические и оптико-электронные устройства [96].

Для контроля малоразмерных изделий широкое распространение получили оптические методы измерения с использованием инструментальных, телевизионных и электронных микроскопов, а также проекционных измерительных приборов. Основными преимуществами оптических методов контроля являются неконтактность, высокая точность измерения, высокое пространственное разрешение, информация о форме изделия и взаимном расположении отдельных элементов, относительно небольшое время съема измерительной информации.

Особую сложность представляет измерение и контроль размеров в диапазоне от 100 микрометров и менее, так как этот диапазон размеров находится на пределе разрешающей способности многих видов оптических измерительных приборов. Погрешность измерений изделий с такими размерами не должна превышать 1 - 0.01 микрометров, а на практике, в зависимости от метода измерения и типа прибора, погрешность составляет до нескольких десятков процентов от измеряемой величины.

Трудности высокоточных измерений изделий с размерами менее 100 микрометров ставят задачу разработки специализированных методов измерения. Для решения этой задачи наиболее перспективными являются когерентно-оптические методы измерений, а среди них - дифракционный. Дифракционные явления, физически ограничивающие предельные возможности многих оптических приборов, позволяют, при использовании излучения с высокой степенью когерентности, проводить высокоточные измерения размеров контролируемых объектов. В основу работы дифракционного метода измерения положена однозначная зависимость параметров пространственного фурье-образа контролируемого объекта от его геометрических параметров.

Разработка алгоритмов измерения строится на различиях в выполняемых при проведении измерительной процедуры преобразованиях измерительного сигнала. К основным свойствам измерительных алгоритмов, нацеленных на обеспечение необходимой точности измерения, следует отнести инвариантность, оптимальность, робастность. Очевидно, что разработка и применение оптимальных алгоритмов измерений может обеспечить достижение наивысшего метрологического уровня. Имеется в виду, что, оптимизация алгоритма рассматривается как оптимизация составляющих его преобразований с учетом их последовательности. Принципиальным ограничением для применения оптимальных алгоритмов является недостоверность априорных сведений об условиях проведения измерений.

Результат измерения, как правило, отличается от истинного значения измеряемой величины. При этом точность измерений уменьшается как из-за отличия реальных характеристик звеньев измерительной цепи от номинальных, так и за счет влияющих факторов. В силу специфики образования дифракционной картины (ДК) на погрешность работы дифрактометра оказывают влияние параметры поля облучающего контролируемый объект, также на результат измерения оказывает влияние несогласованность характеристик и параметров измерительного сигнала и узлов измерительного преобразователя и воздействие аддитивной помехи. Наибольшие трудности возникают при измерении двумерных изделий, в частности круглой формы, где претерпевшая дифракцию световая энергия образующая ДК рассеяна на 360°. Интервалы между максимумами и между минимумами интенсивности ДК неэквидистантны, а скорость спада интенсивности максимумов более высокая, чем в ДК длинномерного изделия или изделия прямоугольной формы.

Практическое использование дифракционных методов затрудняется из-за отсутствия разработанных оптимальных алгоритмов измерения доведенных до уровня инженерных методик решения обратной задачи - нахождение размера объекта по дифракционной картине.

Таким образом, разработка дифракционного метода измерения геометрических параметров микроотверстий и тонких длинномерных изделий, исследование специфических вопросов влияния параметров лазерного излучения на ДК и результат измерения, оптимальное преобразование сигнала с целью выделения полезной измерительной информации, которым посвящена данная диссертационная работа, представляется весьма актуальным.

Цели и задачи работы - разработка и исследование способов выделения и оптимального преобразования измерительного сигнала в лазерной дифрактометрии микрообъектов, обеспечивающих практическую инвариантность информативного параметра измерительного сигнала к влиянию помех и высокий метрологический уровень. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. выполнить анализ способов выделения измерительной информации в дифрактометрии и разработать новый способ, обладающий положительными качествами известных дифракционных способов;

2. разработать и экспериментально исследовать способы оптимального преобразования дифракционной картины во временной электрический сигнал;

3. методом имитационного моделирования исследовать основные факторы, оказывающие влияние на погрешность измерения микрообъектов дифракционным методом, определить пути, обеспечивающие инвариантность информативного параметра сигнала к влиянию помех;

4. создать лазерные дифрактометры, предназначенные для измерения поперечного размера микроотверстий и тонких длинномерных изделий. Структурно диссертационная работа состоит из четырех разделов, введения, заключения, приложения и списка литературы.

В первом разделе работы приводятся основные свойства дифракционной картины Фраунгофера классических объектов; формулируются основные проблемы лазерной дифрактометрии. В разделе анализируются характеристики и параметры основных дифракционных способов измерения. Сравнительный анализ дифракционных способов измерения показывает, что наиболее перспективным является: способ, основанный на измерении интервала между экстремальными точками дифракционной картины. К основным достоинствам выделенного способа лазерной дифрактометрии следует отнести: увеличение чувствительности при уменьшении размера контролируемого объекта, непрерывный, широкий рабочий диапазон, инвариантность результата измерения от флуктуаций мощности излучения лазера и амплитуды измерительного сигнала. Методами формальной метрологии описан измерительный алгоритм дифракционного метода, в виде уравнения измерения, раскрывающее содержание измерительных процедур как последовательность операторов, характеризующих возникновение сигнала и выполняемые измерительные преобразования. На основании уравнения измерения представляющего дифракционный способ измерения синтезирована структурная схема дифрактометра, проведен анализ его основных узлов.

Второй раздел работы посвящен особенностям преобразования измерительного сигнала в лазерной дифрактометрии. Проведен анализ спектра сигнала. Разработана методика синтеза весовой функции необходимой для оптимального преобразования сигнала, рассмотрены методы её реализации. Критерием оптимальности преобразования сигнала является максимальное сужение практической ширины его спектра, не приводящее к потере измерительной информации о размере контролируемого объекта. Рассмотрен метод бинарной пространственно-временной фильтрации измерительного сигнала из ДК с использованием весовой функции. Проведена экспериментальная проверка метода бинарной пространственно-временной фильтрации.

В третьем разделе проведен анализ влияния помех на дифрактометрию микрообъектов: рассмотрено влияние параметров лазерного излучения, таких как неравномерность распределения амплитуды и фазы облучающего поля в плоскости контролируемого объекта; рассмотрено влияние ограничения ширины спектра сигнала и влияние аддитивной помехи на погрешность измерения. Показано, что выравнивание интенсивности максимумов ДК делает практически инвариантными интервалы между максимумами интенсивности и отношение производных нечетных порядков в измерительном сигнале к смещению контролируемого объекта в гауссовом пучке. В результате выравнивания интенсивности максимумов ДК практическая ширина спектра сигнала сузилась более чем в десять раз, при этом амплитудная погрешность дифференцирования измерительного сигнала = 0.2-0.5%, а погрешность определение моментов экстремума в нем 1% - 0.1% при отношении сигнал/шум соответственно 10-100.

Четвертый раздел работы посвящен практической реализации метода лазерной дифрактометрии. В нем приведено описание разработанных дифрактометров микроотверстий и тонкой проволоки. В приложении приведены акты внедрения.

Научные результаты, выносимые на защиту:

1. Способ амплитудной пространственно-временной фильтрации измерительного сигнала дифракционной картины;

2. Способ бинарной пространственно-временной фильтрации измерительного сигнала дифракционной картины;

3. Результаты исследований влияния помех на величину погрешности измерения размера микрообъекта дифракционным способом, позволившие определить оптимальное преобразование сигнала, при котором информативный параметр, содержащийся в сигнале, практически инвариантен к смещению контролируемого объекта в гауссовом пучке, а ширина спектра пропускания электронных узлов дифрактометра сужена более чем в десять раз, что способствует уменьшению влияния аддитивной помехи и достижению высокого метрологического уровня;

4. Измерительные приборы - автоматизированные оптико-электронные лазерные дифрактометры микроотверстий и тонких длинномерных изделий.

Практическая значимость диссертационной работы:

1. Используя результаты выполненных исследований, разработан ряд автоматизированных оптико-электронных лазерных дифрактометров.

2. С помощью разработанных лазерных дифрактометров:

• увеличена достоверность измерения диаметра калибрующего отверстия алмазных волок и микроотверстий круглой формы в изделиях специального назначения;

• реализовано метрологическое обеспечение изготовления прецизионной цилиндрической микропроволоки, используемой для изготовления ряда высокоточных изделий выпускаемых электронной промышленностью. Практическая значимость работы подтверждается:

1. созданием серии автоматизированных лазерных дифрактометров;

2. практическим использованием и внедрением результатов выполненных исследований и разработанных способов и устройств в лазерных дифрактометрах;

3. универсальностью разработанных способов амплитудной и бинарной пространственно-временной фильтрации полезного измерительного сигнала из дифракционной картины;

4. метрологической аттестацией лазерного дифрактометра ДИД-4м;

5. получением шести авторских свидетельств на способы и устройства измерения и обработки измерительной информации.

В диссертационной работе все расчеты и моделирование выполнены для дифракционной картины Фраунгофера объектов типовой формы и в пренебрежении толщиной объекта, то есть для тонких плоских экранов.

Заключение диссертации по теме «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы», Фефилов, Георгий Дмитриевич

Выводы

Результаты теоретического анализа дифракционных способов измерения, разработка способов амплитудной и бинарной пространственно-временной фильтрации сигнала, исследование влияния параметров лазерного излучения, исследование влияния аддитивной помехи и определение ширины спектра пропускания электронных узлов позволили разработать два типа лазерных дифрактометров:

• лазерные дифракционные измерители диаметра и некруглости формы сечения микронной проволоки и косвенного измерения диаметра и некруглости волоки (ДИД-4, ДИД-4м, ДИД-5, ДИД-8);

• лазерный телевизионный дифрактометр диаметра микроотверстия (сопла) (ДИД-7);

Дифракционные измерители диаметра проволоки и косвенного диаметра волоки прошли испытания в промышленных условиях. Был измерен диаметр проволоки, профиль сечения углеродных волокон.

Лазерные телевизионные дифрактометры микроотверстия были испытаны на образцах отверстий, изготовленных методом прокалывания, методом лазерного сверления, а также на алмазных волоках.

Дифрактометр ДИД-4м прошел метрологическую аттестацию, по результатам которой включен в метрологическую схему, и допущен к применению в промышленных условиях в качестве рабочего средства измерения поперечного размера микропроволоки в диапазоне размеров 10+60 мкм.

Результаты испытаний показали преимущества дифракционного способа измерения по сравнению с другими способами измерения.

Заключение

В диссертационной работе сформулированы основные проблемы, возникающие при выделении измерительной информации из дифракционной картины и преобразовании сигнала в лазерном дифрактометре, это: высокая скорость затухания интенсивности максимумов ДК и воздействие аддитивной и мультипликативных помех.

1. Предложен новый дифракционный способ измерения линейного размера микронных объектов, в основу которого положен метод анализа сигнала в фазовом пространстве. Новый дифракционный способ измерения в совокупности обладает основными достоинствами известных дифракционных способов.

2. Методами формальной метрологии, в виде уравнений измерения, описан дифракционный способ измерения микронных объектов.

3. Разработана методика синтеза весовой функции для оптимального преобразования дифракционной картины. В основу синтеза положены спектральные преобразования сигнала направленные на сокращение избыточности и повышение информативности получаемых спектральных признаков.

4. Разработан и экспериментально апробирован способ амплитудной пространственно-временной фильтрации полезного сигнала из ДК, с использованием оптимальной весовой функции.

5. Разработан и экспериментально апробирован способ бинарной пространственно-временной фильтрации полезного сигнала из ДК, с использованием оптимальной весовой функции.

6. Осуществляя имитационное моделирование, проведен анализ влияния параметров лазерного излучения на дифрактометрию микрообъектов; получены графические зависимости величины погрешности измерения от величины отношения размера объекта и величины его смещения к размеру гауссова пучка, показано:

- интервалы между минимумами и между максимумами интенсивности в пространственном сигнале I (и,(р) (после выравнивания интенсивности максимумов ДК) практически инвариантны к смещению контролируемого объекта в гауссовом пучке;

- интервалы между минимумами ДК круглого отверстия и пространственного сигнала Ig(u,i р) становятся практически эквидистантными, при отношении размера отверстия к размеру гауссова пучка равным ~ 0.38.

7. Проведено исследование влияния ограничения ширины спектра пропускания электронного тракта дифрактометра и воздействие аддитивной помехи. Показано, что выравнивание интенсивности максимумов ДК позволяет сузить полосу пропускания более чем в десять раз (до величины Зш0), что способствует эффективному подавлению аддитивной помехи.

8. Разработано два типа лазерных дифрактометров:

- Дифракционные измерители диаметра проволоки и косвенного диаметра волоки;

Лазерный телевизионный дифрактометр диаметра микроотверстия.

9. Проведена апробация разработанных лазерных дифрактометров в лабораторных и промышленных условиях эксплуатации на таких объектах как микропроволока в диапазоне размеров 10+500 мкм., и микроотверстия в диапазоне размеров 20+80 мкм.

10. Дифрактометр ДИД-4м прошел метрологическую аттестацию, по результатам которой включен в метрологическую схему, и допущен к применению в промышленных условиях в качестве рабочего средства измерения поперечного размера микропроволоки в диапазоне размеров 10+60 мкм., с относительной погрешностью измерения 1,16±0.01%.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Фефилов, Георгий Дмитриевич, 2006 год

1. Айзенберг Г.З. Антенны ультракоротких волн. - М.: Связьиздат, 1957.

2. Александров В.К., Биенко Ю.Н., Ильин В.Н. Оптико-электронные средства размерного контроля технологических микрообектов. Мн.: Наука и техника, 1988. 240 с.

3. Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Государственное изд-во физико-математической литературы, 1959,

4. Анисимов М.П., Сгонов A.M. Пространственный спектр протяженного круглого отверстия// Автометрия, 1987. № 1. С. 41-43.

5. Антенны сантиметровых волн. / Пер. с англ. Под ред. Я.Н. Фельда, М.: Издательство "Советское радио", 1950. 319 с.

6. Ахманов С.А., Дьяков Ю.Б., Чиркин Н.С. Введение в статистическую радиофизику и оптику. М: Наука, 1981. 640 с.

7. Астромскис B.C., Василяускас Р.С., Палявичус Ф.П., Рагульскис К.М. Способ контроля чистоты поверхности// А.с. № 137961. Опубл., Б.И. 1988. № 9.

8. Балашов Е.П., Смолов В.Б. и др. Информационные системы: табличная обработка информации. Под ред. Е.П. Балашова и В.Б. Смолова. Энергоиздат, Лен. Отделение, 1985. 184 с.

9. Барт М.А., Тараненко А.В., Фельдман С.В., Ханонкин А.А. Дифрактометрический контроль волок малых диаметров// Алмазы и сверхтвердые материалы. Н.-т. реф. сб. М.: НИИмаш, 1976. Вып. 7. С. 21-22.

10. Беклемишев Н.Н., Беневоленский С.Б, Истомина Н.А., Копылов П.В. Повышение точности дифрактометрического метода измерения геометрических элементов микрорельефа интегральных схем// Измерительная техника, 1998. № 3. С. 13-14.

11. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970. 855 с.

12. Боярчук К.А., Виноградов В.В., Воляк К.И., Краснослободцев А.В. Определение размеров железо-марганцевых конкреций с помощью оптической обработки изображений морского дна/ Препринт № 324. АН СССР. М., 1985. 25 с.

13. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике,- М.: Наука, 1980. 976 с.

14. Бутиков Е.И. Оптика: Учебное пособие для вузов/ Под ред. Н. И. Калитеевского.- М.: Высш. шк., 1986. 512 с.

15. Бурдун Т.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1975. 336 с.

16. Быстров Ю.А., Колгин Е.А., Котлецов Б.Н. Технологический контроль размеров в микроэлектронном производстве. М.: Радио и связь, 1988. 168 с.

17. Бычков P.M., Коронкевич В.П., Чугуй Ю.В. Измерение параметров резьбы методами когерентной оптики. ОМП, 1977. № 11. С. 50-55.

18. Бычков P.M., Кривенков Б.Е., Чугуй Ю.В. Повышение точности дифракционных методов размерного контроля// Автометрия, 1984. № 3. С. 75-84.

19. Ваганов Р.Б., Кацеленбаум Б.З. Основы теории дифракции. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1982. 272 с.

20. Васильев Б.А. и др. Использование методов оптического моделирования для исследования зеркальных несинфазных антенн// Автометрия, 1977. № 2. С. 105-110.

21. Весельев В.М., Лизунов В.Д., Загарских С.А. Лазерная дифракционная установка для измерения малых линейных размеров// Измерительная техника, 1990. № 2. С. 19-21.

22. Волгин Л.И. Методы построения измерительных устройств с малой аддитивной погрешностью. Измерения, контроль, автоматизация, 1977. № 3 (11). С. 11-20.

23. Владимиров С.Н., Савин А.И., Шац Я.Б., Котлецов Б.Н., Туркевич Ю.Г. Способ измерения размеров тестовых элементов рисунка фотошаблонов// А.с. № 643747. Опубл. Б.И, 1979. №3.

24. Волински В., Новицки М., Бадзяк В. Способ бесконтактного измерения диаметров проводов, волокон, струй жидкости и ширины щелей// А.с. № 358869. Опубл. Б.И, 1972. №34.

25. Волков В.В., Герасимов Л.Л., Ларионов Ю.В., Мичков А.Н., Склянкин В.Д. Устройство для измерения линейных размеров и формы элементов на плоских объектах с дифракционными тестовыми структурами// А.с. № 966491. Опубл. Б.И, 1982. №38.

26. Гагина Н.М., Ринкевичюс Б.С. Влияние размера гауссова пучка на точность дифракционных измерений//Измерительная техника, 1997. № 11. С. 30-32.

27. ГОСТ 1.25-76. ГСС. Метрологическое обеспечение. Основные положения.-12 с.

28. ГОСТ 8.000-72. ГСИ. Основные положения. М.: 1972. 4 с.

29. ГОСТ 16263-70. ГСИ. Метрология. Термины и определения. М., 1970. 54 с.

30. ГОСТ 8.009-84. ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений. 38 с.

31. Гудмен Дж. Введение в фурье-оптику. Пер. с англ./ Под ред. Г.И. Косоурова. М.: Мир, 1970.364 с.

32. Гутников B.C. Фильтрация измерительных сигналов. -Л.: Энергоиздат. Лен.Отд-ние, 1990. 192 с.

33. Гутников B.C. Методы реализации специальных весовых функций в измерительных устройствах. Измерения, контроль, автоматизация, 1983. № 2 (46). С. 3-15.

34. Демочко Ю.А., Ребрин Ю.К. Устройства управления лазерным излучением. Радиотехника, 1976. Т. 19. 218 с.

35. Дёч Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа и Z -преобразования. -М.: Наука, 1971. 288 с.

36. Джонсон Д., Джонсон Дж., Мур Г. Справочник по активным фильтрам/ Пер. с англ. -М.: Энергоиздат, 1983.

37. Евсеенко Н.И., Козачок А.Г., Солодкин Ю.Н. Анализ дифракционных способов измерения линейных размеров// Метрология, 1984. № 2. С. 17-23.

38. Заездный A.M. Гармонический синтез в радиотехнике и электросвязи. JL: Энергия, 1971. 528 с.

39. Заездный A.M. Характеристики инвариантности измерительных систем и возможности их улучшения// Известия ВУЗов. Сер. Приборостроение, 1972. № 12.

40. Зверев В.А. Радиооптика (преобразование сигналов в радио и оптике). М.: Издательство "Советское радио", 1975. 304 с.

41. Звонарев C.JL, Кийко В.В., Наумова В.Л., Тарлыков В.А. Особенность дифрактометрии линейных размеров единичных элементов микроэлектроники// Измерительная техника, 1989. № 11. С. 42-43.

42. Зоммерфельд А. Оптика. М.: Издательство Иностранной Литературы, 1953. 486 с.

43. Иваницкий Г.Р., Куниский А.С. Исследование микроструктуры объектов методами когерентной оптики.-М.: Энергия, 1981. 168 с.

44. Иванов Б.Р., Циделко В.Д. Принципы построения высокоточных аналоговых дифференциаторов. Измерения, контроль, автоматизация, 1984. № 2 (50). С. 38-49.

45. Ильин В.Н. Применение дифракции Френеля для размерного контроля отверстий// Измерительная техника, 1995. № 6. С. 20-23.

46. Кавалеров Г.И., Мандельштам С.М. Введение в информационную теорию измерений. -М.: Энергия, 1974. 376 с.

47. Калитеевский Н.И. Волновая оптика. М.: Наука, 1971. 375 с.

48. Кийко В.В., Тарлыков В.А., Чижов С.А. Влияние фазовых возмущений на лазерную дифрактометрию микроотверстий// Измерительная техника, 1990. № 8. С. 23-25.

49. Климков Ю.М., Кузьмина Т.И. Дифракция пучка ОКГ ТЕМоо моды на круглой диафрагме в зоне Фраунгофера// Известия вузов СССР. Приборостроение, 1975. Т. ХУ1 И. №12. С. 87-92.

50. Климков Ю.М. Основы расчета оптико-электронных приборов с лазерами. М.: Советское радио, 1978.

51. Короленко П.В., Макарова С.Н., Ханаев A.M. О расчете дифракции лазерных пучков в ближней и дальней зонах// Известия вузов. Радиофизика, 1978. Т. XXI. № 11. с. 1644-1647.

52. Корнеев Г.Д. Измерения и меры. М, 1975. 129 с.

53. Кривенков Б.Е., Чугуй Ю.В. Дифракция Фраунгофера на объемных телах постоянной толщины//Автометрия, 1987. № 3. С. 79-92.

54. Крылов К.И., Прокопенко В.Т., Митрофанов А.С. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении. Л.: Машиностроение, 1978. 336 с.

55. Крылов К,И., Митрофанов А.С., Султанов Р.В., Тарлыков В.А. Способ измерения размеров//А.с. №372429., Опубл., Б.И, 1983, № 35.

56. Кузьмин И.В., Кедрус В.А. Основы теории информации и кодирования. Киев. Вища школа, 1977. 280 с.

57. Кюн Р. Микроволновые антенны. -Л.: Судостроение, 1967. 517 с.

58. Лендарис М.И., Стенли К.А. Методы дискретизации дифракционных картин для автоматического распознавания образов. ТИИЭР, 1970. Т. 58. № 2. С. 22-40.

59. Ленский А.В. Об аподизирующем влиянии формы контура зрачка// Оптика и спектроскопия, 1989. Т. 67. № 6. С. 1380-1386.

60. Лизунов В.Д., Весельев В.М. Лазерная фотоэлектрическая установка для измерения малых поперечных размеров// Измерительная техника, 1977. № 3. С. 36-38.

61. Лоди М.Н. Математическая модель поля дифракции при измерении малых линейных размеров//Измерительная техника, 1990. № 12. С. 12-13.

62. Лопатин В.Н., Сидько Ф.Я. Введение в оптику взвесей клеток. Новосибирск, "Наука" Сибирское отделение, 1988.

63. Маликов Н.Ф. Основы метрологии. М,: Комитет по делам мер и измерительных приборов при СМ СССР, 1949. 480 с.

64. Маликов Н.Ф., Тюрин Н.И. Основы метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1965. 240с.

65. Мановцев А.П. Основы теории радиотелеметрии. М.: Энергия, 1973. 592 с.

66. Микроэлектродвигатели для систем автоматизации (технический справочник). Под редакцией Э.А. Лодочникова и Ф.М. Юферова М.: Энергя, 1969. 272 с.

67. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Л.: Машиностроение, 1977. 600 с.

68. Митрофанов А.С., Тарлыков В.А. Лазерные дифракционные измерители и их применение в промышленности. Л.: ЛДНТП, 1977. 26 с.

69. Митрофанов А.С., Тарлыков В.А. Лазерный дифракционный измеритель размеров изделий, использующий телевизионную камеру// Сборник "Использование оптических квантовых генераторов в современной технике". Л.: ЛДНТП, 1977. С. 190-192

70. Митрофанов А.С., Тарлыков В.А. Устройство для измерения размеров изделий// А.с. № 603841, Опубл., Б.И, 1978. № 15.

71. Митрофанов А.С., Тарлыков В.А., Фефилов Г.Д. Лазерные дифракционные измерители диаметра ДИД-4, ДИД-5// ПТЭ, 1984. № 3. С. 242.

72. Митрофанов А.С., Тарлыков В.А., Фефилов Г.Д. Устройство для измерения размера изделия// А.с. № 1312385. Опубл., БД 1987. № 19.

73. Митрофанов А.С., Фефилов Г.Д. Оценка влияния расходимости лазерного излучения и положения измеряемого отверстия в гауссовом пучке на погрешностьдифракционного метода измерения// Известия вузов СССР. Приборостроение, 1989. Т. 32. № 7. С. 58-62.

74. Митрофанов А.С., Фефилов Г.Д. Анализ спектра сигналов и определение полосы пропускания дифракционного измерительного преобразователя// Известия вузов СССР. Приборостроение, 1989. Т. XXXII. № 11. С. 69-73.

75. Митрофанов А.С., Фефилов Г.Д. Дифрактометрия изделий на основе пространственно-временной фильтрации дифракционной картины Фраунгофера// Материалы XXX н.-т. конференция проф.-преп. состава ГИТМО. С.Петербург, 25-28 янв. 1999. С. 25.

76. Мкртчян Р.Г., Микоян Ф.А., Саркисян Г.П. Математическое моделирование дифракции света на клетках красной крови// Биофизика, 1988. Т. 33. Вып. 4. С. 634636.

77. О'Нейл. Введение в статистическую оптику. М.: Мир, 1966. 254 с.

78. Оптическая обработка информации/ Под ред. Д. Кейсесента. Пер. с англ., под редакцией С.Б. Гуревича. -М.: Мир, 1980. 351 с.

79. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. -Киев: Вища школа, 1983. 456 с.

80. Осмоловская Е.П., Лоди М.Н. Пределы и погрешность измерения тонких лент дифракционным методом// Измерительная техника, 1973. № 9. С. 25-26.

81. Основы автоматического управления/ Под редакцией B.C. Пугачева М.: Физматгиз, 1963. 648 с.

82. Папулис А. Теория систем и преобразований в оптике. М.: Мир, 1971. 495 с.

83. Передача и обработка информации голографическими методами/ Под редакцией С.Б. Гуревича. М.: Издательство "Советское радио", 1978. 304 с.

84. Петраков А.В. Совмещение телевизионных растров. М.: Радио и связь, 1985.

85. Порфирьев Л.Ф. Основы теории преобразования сигналов в оптико-электронных системах. Л.: Машиностроение, 1989. 387 с.

86. Порфирьев Л.Ф. Теория оптико-электронных приборов и систем. Л.: Машиностроение, 1980. 272 с.

87. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. Под редакцией В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1986. 487 с.

88. Применение методов Фурье-оптики/ Под редакцией Г. Старка. М.: Радио и связь, 1988. 536 с.

89. Рабинер П., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978. 848 с.

90. Розенберг В.Я. Введение в теорию точности измерительных систем. М.: Издательство "Советское радио", 1975. 304 с.

91. Рыфтин Я.А. Телевизионная система (теория). М.: Издательство "Советское радио", 1967. С. 220-227.

92. Саркин В.И., Круглов М.Г. Средства контроля геометрических параметров деталей приборов// Измерение, контроль, автоматизация, 1981. № 5. С. 50-60.

93. Сахно С.П., Тымчик Г.С. Дифракция света на прямоугольной апертуре со статистически неровным краем// Оптико-механическая промышленность, 1985. № 12.С. 10-12.

94. Смирнов А.Я., Меньшиков Г.Г. Сканирующие приборы. Л.: Машиностроение, 1986. 145 с.

95. Смолов В.Б. Функциональные преобразователи информации. Л.: Энергоиздат, 1981. 248 с.

96. Соболев В.Н. Информационно-статистическая теория измерений. М.: Машиностроение, 1983. 224 с.

97. Соколов В.И., Фефилов Г.Д. Устройство для определения момента экстремума// А.с. № 1292171. Опубл., Б.И, 1987. №7.

98. Соколов В.И., Фефилов Г.Д. Дифракционный способ измерения линейного размера изделия и устройство для его осуществления// А.с. № 1469352. Опубл., Б.И, 1989. № 12.

99. Соколов В.И., Фефилов Г.Д., Митрофанов А.С. Устройство для измерения геометрических параметров изделий// А.с. № 1379623. Опубл., Б.И, 1988, № 9.

100. Соколов В.И., Фефилов Г.Д., Митрофанов А.С. Устройство для измерения размера изделия//А.с. № 1395950. Опубл., Б.И, 1988, № 18.

101. Солодовников А.И., Спиваковский A.M. Основы теории и методы спектральной обработки информации. Учебное пособие. Л.: Изд. Ленинградского университета, 1986.272 с.

102. Сороко Л.М. Основы голографии и когерентной оптики. М.: Наука, 1971. 339 с.

103. Стахов А.П. Введение в алгоритмическую теорию измерений. М.: Издательство "Советское радио", 1977. 288 с.

104. Струнский М.Г., Горбов М.М. Бесконтактные емкостные микрометры. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 136 с.

105. Суходоев И.В. Шумы электрических цепей. М.: "Связь", 1975. 351 с.

106. Танский Е.А. Прецизионные системы стабилизации скорости двигателей. Л.: Энергия, 1975. 88 с.

107. Тарлыков В.А. Лазерная дифрактометрия микрообъектов типовой формы. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. С.Пб., 2000. 35 с.

108. Тарлыков В.А. Объектив для дифракционного измерителя размеров изделий// Известия вузов СССР. Приборостроение, 1982. № 5. С. 88-91.

109. Тарлыков В.А. Погрешности лазерного дифрактометра малых линейных размеров, вносимые оптическим фурье-процессором// Измерительная техника, 1986. № 6. С. 22-23.

110. Тарлыков В.А. Способ измерения изделия// А.с. № 1211598, .Опубл, 1986. Б.И. № 6.

111. Тарлыков В.А., Звонарев СЛ. Определение характерного размера нитевидных объектов по дифракционной картине// Измерительная техника, 1991. № 6. С. 22-24.

112. Тарлыков В.А., Кийко В.В. Дифрактометрия микроотверстий с локальными дефектами// Дефектоскопия, 1988. № 11. С. 16-21.

113. Тарлыков В.А., Кийко В.В., Кошелев А.С., Звонарев СЛ. Узел сканирования дифракционного измерителя// IY Всесоюзное совещание "Оптические сканирующие устройства и измерительные приборы на их основе": Тез. докл,- Барнаул, АПИ, 1988. Ч. 2. С. 231-232.

114. Тарлыков В.А., Кийко В.В., Звонарев СЛ. Устройство для размерного контроля отверстия//А.с. № 1534302, Опубл., Б.И, 1990. № 1.

115. Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Госиздат физико-математической литературы, 1962. 236 с.

116. Харкевич А.А. Борьба с помехами. М.: Наука, 1965. 276 с.

117. Хургин Я.И., Яковлев В.П. Финитные функции в физике и технике. М.: Наука, 1971.408 с.

118. Фельдбаум А.А. Теретические основы управления. М.: Физматгиз, 1963.

119. Федорова И.С. Расчет функции распределения диаметров цилиндров по данным рассеяния когерентного излучения//ДАН СССР, 1975. Т. 223. № 4. С. 1007-1009.

120. Фефилов Г.Д. Дифракционный способ измерения линейного размера изделия и устройство для его осуществления// А.с. № 1357701. Опубл. БИ, 1987. № 45.

121. Фефилов Г.Д. Метод повышения точности лазерной дифракционной измерительной системы// Материалы 7 Всесоюзной научно-технической конференции "Фотометрия, и ее метрологическое обеспечение" Москва, 1988. С. 281.

122. Фефилов Г.Д. Применение метода весовой обработки для уменьшения влияния аддитивной помехи на погрешность измерения ширины колец дифракционной картины Эйри// Известия вузов. Приборостроение, 2006. Т. XXXXIX. № 9. С. 63-67.

123. Фефилов Г.Д. Арифметическое устройство для лазерного дифракционного измерителя линейных размеров/ Тезисы докладов Всесоюзной конф. "Применение лазеров в науке и технике". Ленинград, 1980.

124. Физическая оптика, Терминология. -М.: Наука, 1968. 32 с.

125. Франк Г.М., Лемажихин Б.К. Определение размеров эритроцитов методом дифракции света в связи с проблемой биологического действия ионизирующей радиации. Труды института биологической физики, 1955. Вып. 1. С. 276-287.

126. Франсон М, Сланский С. Когерентность в оптике. М.: Гл. ред. ф.-м. Литературы. Изд-во "Наука", 1967.80 с.

127. Чехович Е.К. Оптико-электронные методы автоматизированного контроля топологии изделий микроэлектроники. Мн.: Наука и техника, 1989. 213 с.

128. Чугуй Ю.В. Методика получения оптических фильтров пространственных частот с использованием силуэтных транспарантов. В кн.: Оптические устройства для хранения и обработки информации. Сб. Научных трудов. Новосибирск: СО АН СССР, 1974. С. 226-242.

129. Шередько Е.Ю. Влияние периодической неравномерности фазы поля в раскрыве антенны на ее направленные свойства// Радиотехника, 1959. Т. 14. № 2. С. 17-24.

130. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ. Пер. с англ. к.т.н. В.А. Хохрякова, М.: Изд-во «МИР», 1982. 238 с.

131. Уоткинс А.С. Управление процессом изготовления оптических волокон. ТИИЭР, 1982. Т 70. №6. С. 123-131.

132. Цветков Э.И. Процессорные измерительные средства,- Л.: Энергоатомиздат, 1989. 224 с.

133. Цветков Э.И. Измерительно-вычислительные средства и формальная метрология// Измерительная техника, 1983. № 9. С. 25 28.

134. Циделко В.Д., Иванов Б.Р. Принципы построения определителей экстремума сигнала. Измерения, контроль, автоматизация, 1977. № 1 (9). С. 16-31.

135. Циделко В.Д., Иванов Б.Р. Принципы построения аналого-цифровых определителей экстремума. Измерения, контроль, автоматизация, 1977. № 3 (11). С. 21-29.

136. Юревич Е.И. Теория автоматического управления. Л.: Энергия, 1969. 375 с.

137. Юу. Ф.Т.С. Введение в теорию дифракции, обработку информации и голографию. Пер. с англ. Под ред. В.К. Соколова. М.: Советское радио, 1979. 304 с.

138. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. М.: Машиностроение, 1989. 360 с.

139. Якушенков Ю.Г., Луканцев В.Н., Колосов М.П. Методы борьбы с помехами в оптико-электронных приборах. М.: Радио и связь, 1981. с. 86.

140. Adaptive filters. Edited by C.F.N. Cowan and P.M. Grant/ Prentce-Hall, Inc., Englewood Cliffs, 1985.

141. Application note on measuring the diameter of small fibers // Lazer Focus, 1967. V. 3. № 17. P. 30-31.

142. Bayer R., Caglayan S., Moser J. Analysis of erythrocyte flexibility by means of laser diffraction: effects of mechanical stress, photosensitation and ozone // Proceedings SPIE, 1993. V. 1884. P. 291-302.

143. Bessis M., Mohandas N. A diffractometric method for the measurement of cellular deformability // Blood cells, 1975. V. 1. №2. P. 307-313.

144. Bhcki N., Daszkiewicz M., Galas J. Measurement of wires and fibers by using CCD line scan detector // SPIE V. 1991. Diffractometry and Scatterometry, 1993. P. 115-121.

145. Bracewell R.N. The fourier transform and application. VcGraw-Hill/New York, 1965.

146. Fink W., and Schneider W. A coherent-optical method for measuring fibre diameters // Optica Acta, 1974. V. 21. № 2. P. 151-155.

147. High accuracy microdimension measurement system by using laser and CCD /XingX.Z., Li M., Ozono S., Kato J., Bai R., Zheng W., Li Q. //Measurement, 1987. V. 5. № 2. Apr-Jun. P. 91-95.

148. Jagliano F.P., LimbyRM., Watkins L.S. Lazer in industry // Proceedings of IEEE, 1969. V. 57. №2. P. 114-147.

149. Kallman H.E Transversal filters. Proceedings IRE, July 1940. Vol. 28. № 7. P. 302-310.

150. Kanai M., Ito H. Diffraction patterns of thin wedges illuminated by coherent light. Optik, 1996. 102, 2.

151. Kim Y,, Grebel Y., Jaggard D.L. Diffraction by fractally serrated aperture // JOSA. A, 1991. V. 8. № l.P. 20-26.

152. Koedam M. Determination of small dimensions by diffraction of a lazer beam // Pfilips Tech. Rev, 1966. V. 27. № 7. P. 206-210.

153. Ponder E. Hemolysis and Related Phenomenon.-New York, 1948.

154. Rakels J. and Hingle H.T. The use of optical diffraction techniques to obtain information about surface finish, tool shape and machine tool condition //Wear, 1986. V. 109. P. 259266.

155. Shore R.Q. A corrected expression for the diffraction pattern of a slit aperture with exponentially correlated illumination // Optica Acta, 1969. V. 16. № 1. P. 131-132.

156. Shore R.Q. Partially coherent diffraction by a circular aperture // Electromagnetic waves. Intern. Ser. Monogr. V. 6. Pt. 2. P.787-795.

157. Shore R.Q., Thompson B.J., Whitney R.E. Diffraction by apertures illuminated with partially coherent light // JOSA, 1966. V. 56. № 6. P.733-738.

158. Svetlik J. The Fraunhofer diffraction of a lazer beam with an approximately Gaussian amplitude profile by circular apertures // Optik, 1976. V. 46. № 2. P. 195-202.

159. West P. One line gange for wire and fiber diameter measurement // Measure and Controlly, 1974. V. 7. 2. P. 45-46.

160. Комиссия в. составе начальник лаборатории 63 Новокшонов В.И. - председатель

161. Члены: ведущий инженер Махнырь Н.И., старший инженер Мартынова 3,В.

162. Составила настоящий акт в том, что результаты диссертационной работы Феффюва Г.Д.,реализованные в лазерном дифракционном измерителе диаметра ДИД-4М,внедрены на предприятии п/я A-38I6.

163. Начальник лаборатории № 63 ^Щ^^^^^оъоттьъ В. И. Ведущий инженер ^{-а^Ш^

164. Старший инженер ------Мартынова З.В.1. СОГЛАСОВАНО1. УТВЕРЖДАЮ

165. ГЛАВНЫЙ МЕТРОЛОГ ПРЕДПРИЯТИЯ п/я А-38'б1. ЗАМ. РУКОВОДИТЕЛЯс1. Г.А.АНТОНОВ " ^ » 1989г.

166. С В И Д йТЕЛЬСТВО tf I о метрологической аттестации средства измерений

167. Дифракционный измеритель диаметра ДИД-4К

168. Дата выпуска декабрь 1988 г.

169. ШР! Наименование мэтроло»! Полученные ! Оттенка точностиш , гических характеристик «g^T ^грешности); Р ; определения1.шри^ик | .метрологические1 характеристик1. Диапазон измерениядиаметра, мкм 10-60 0,.5

170. Основная допускаемая + 0 От погрешность, % 1,16 • *

171. Ло результатам мэтрологической аттестации протокол у I от 26 января 1989г. дифракционный измеритель диаметра ДЩ-4М, заводской № 8003 отвечает требованиям ТЗ и допускается к применению в качестве рабочего средства измерений.

172. Очередную поверку провести не позднее 20 января 1990 г.

173. Начальник лаб. К 63 и. Н0В0КШ0К0В

174. Начальник лаб.линейно-угловых измерений ^ Н.А.ХРАМОВ