4 / 10
6
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2016. № 3
ны волны, одно из которых получают при включенном источнике излу-
чения, а другое — при выключенном. Константа
,
0
( )
x y
I
содержит ин-
формацию о постоянной засветке при выключенном источнике излуче-
ния. Коэффициент крутизны
,
( )
x y
характеристики вычисляют как
,
0
,
,
( )
( )
( )
(
,
)
x y
x y
x y
e
e
I
I
R
где
e
R
— коэффициент отражения излучения от эталона;
,
( )
x y
e
I
—
интенсивность излучения, зарегистрированного матричным приемни-
ком при включенном источнике излучения.
В силу неравномерности освещенности измеряемого образца, раз-
ной чувствительности отдельных пикселей матричного приемника из-
лучения и наличия загрязнений, коэффициенты
,
( )
x y
и
,
0
( )
x y
I
необходимо вычислять для каждого пикселя изображения. Расчет ко-
эффициентов для каждой используемой длины волны позволяет учесть
спектральные характеристики источника и приемника излучения, про-
пускание излучения компонентами оптической системы на различных
длинах волн, а также постоянную засветку.
После проведения калибровки измерительной установки и вычис-
ления коэффициентов
,
( )
x y
и
,
0
( )
x y
I
для каждого пикселя матрич-
ного приемника распределение интенсивности, регистрируемое матри-
цей при измерении образца, может быть пересчитано в распределение
его коэффициента отражения по выражению
,
,
,
0
,
( )
( )
( )
( )
.
x y
x y
x y
x y
I
I
R
(2)
Экспериментальное исследование предложенных алгоритмов.
Для проверки представленных алгоритмов нахождения распределения
толщины была собрана экспериментальная установка, функциональная
схема которой приведена на рис. 1 [10]. Для освещения пленочного по-
крытия был использован широкополосный источник излучения
1
. Из-
лучение от источника после прохождения через коллимирующую лин-
зу
2
, светоделительный кубик
5
и объектив
4
отражается от исследуе-
мого пленочного покрытия
3
, а затем проходит через перестраиваемый
акусто-оптический фильтр с двойным монохроматором
6
, который
пропускает излучение в спектральной полосе шириной 2 нм. Далее из-
лучение фокусируется на матрице
8
с помощью объектива
7
.
В экспериментальных исследованиях был использован образец
(рис. 2), представляющий собой кремниевую подложку со слоем диок-
сида кремния толщиной 542 нм, на который нанесена пленка полиме-
тилметакрилата (ПММА) с переменным профилем поверхности.