SU1486793A1 - Method and apparatus for monitoring films of optical coatings in the course of their manufacturing - Google Patents

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет устранения дрейфа уровня задержанного сигнала. Способ заключается в формировании сигнала, пропорционального характеристике покрыт ;я, . временной задержке сигнала, сравнении задержанного и незадержанного сигналов и увеличении времени задержки в случае, если разность уровней '' задержанного и назадержанного сигналов меньше порога.Устройство содержит фотоэлектрический приемник 3, ключ 4, интегрирующее звено 5, компараторы 6 и 7, коммутатор 10, Ключ 4 включен между приемником 3 и звеном 5 и замкнут только в том случае, когда разность уровней сигналов превосходит порог, установленный напряжением смещения на компараторах 6 и 7. 2 с.п. и 3 з.п, ф-лы, 2 ил.The invention relates to measuring technique. The purpose of the invention is to improve the accuracy by eliminating the drift of the level of the delayed signal. The method consists in forming a signal proportional to the characteristic covered; i,. time delay of the signal, comparing the delayed and non-delayed signals and increasing the delay time in case the difference in the levels of the delayed and back-held signals is less than the threshold. The device contains a photoelectric receiver 3, a key 4, an integrating link 5, comparators 6 and 7, a switch 10, a Key 4 is connected between receiver 3 and link 5 and is closed only in the case when the difference in signal levels exceeds the threshold set by the bias voltage at comparators 6 and 7. 2 cf and 3 з.п, ф-л, 2 Il.

аbut

14867931486793

33

14867931486793

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля процессов изготовления интерференционных фильтров и светоотражателей.The invention relates to instrumentation and can be used to control the manufacturing processes of interference filters and reflectors.

Цель изобретения - повышение точности за счет устранения дрейфа уровня задержанного сигнала.The purpose of the invention is to improve the accuracy by eliminating the drift of the level of the delayed signal.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - электрическая схема устройства.Figure 1 presents the block diagram of the device; figure 2 is an electrical diagram of the device.

Устройство состоит из оптически связанных источника 1 света, оптической системы 2 и фотоэлектрического приемника 3, последовательно соединенных электронного ключа 4 и интегрирующего звена 5, компараторов 6 и 7, источников 8 и 9 смещения, коммутатора 10, первый и второй входы которого подключены к выходам компараторов 6 и 7, генератора 11, выход которого подключен к третьему ₍входу коммутатора.10, исполнительного элемента 12, первый и второй :входы которого подключены к .выходам коммутатора, индикаторов 13 и 14, подключенных.к первому и второму выходам коммутатора 10. Инверсный вход компаратора 6 и вход ключа 4 подключены к выходу приемника 3, управляющий вход ключа 4 подключен к третьему выходу коммутатора 10, вы^од интегрирующего звена 5 подключен к прямому входу компаратора 6 и инверсному входу компаратора 7. Компаратор 6 выполнен с дополнительным прямьм входом, к которому подключен источник 8 смещения, а компаратор 7 выполнен с дополнительным инверсным входом, к которому подключен источник 9 смещения.The device consists of optically connected light source 1, optical system 2 and photoelectric receiver 3, serially connected electronic switch 4 and integrator 5, comparators 6 and 7, bias sources 8 and 9, switch 10, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the comparators 6 and 7, generator 11, the output of which is connected to the third ₍ switch input 10, actuator 12, first and second: the inputs of which are connected to the switch outputs, indicators 13 and 14 connected. To the first and second outputs switch 10. The inverse input of the comparator 6 and the input of the key 4 are connected to the output of the receiver 3, the control input of the key 4 is connected to the third output of the switch 10, and the integrator 5 is connected to the direct input of the comparator 6 and the comparator 7 an additional direct input to which the source 8 of the bias is connected, and the comparator 7 is made with an additional inverse input to which the source 9 of the bias is connected.

Коммутатор 10 состоит из триггеров 15 и 16, прямые выходы которых являются первым и вторым выходами коммутатора 10, Ώ-входы триггеров 15 и 16 являются первым и вторым входами коммутатора Ί0; элементов Й-НЕ 17 й 18, соединенных последовательно, причем входы элемента 17 соединены с инверсными выходами триггеров 15 и 16, второй вход элемента18 соединен с входами синхронизации триггеров 15 и 16 и является третьим входом коммутатора 10, а выход элемента 18 является третьим выходом коммутатора 10.Switch 10 consists of flip-flops 15 and 16, the direct outputs of which are the first and second outputs of switch 10, the вход-inputs of flip-flops 15 and 16 are the first and second inputs of switch 0; elements HI-HE 17 th 18 connected in series, with the inputs of the element 17 connected to the inverse outputs of the trigger 15 and 16, the second input of the element 18 is connected to the synchronization inputs of the trigger 15 and 16 and is the third input of the switch 10, and the output of the element 18 is the third output of the switch ten.

Исполнительный элемент 12 состоит .из триггеров 19, 20 и 21, причемThe actuating element 12 consists of the flip-flops 19, 20 and 21, and

8- и К-входы триггера 19 являются входами исполнительного элемента 12 и соединены с 0-входами триггеров8- and K-inputs of the trigger 19 are the inputs of the actuating element 12 and are connected to the 0-inputs of the triggers

$ 20 и 21 соответственно, прямой и инверсный выходы триггера 19 соединены с С-входами триггеров 20 и 21 соответственно, индикаторов 22 максимума и 23 минимума, входы которых подклюЮ чены к прямым выходам триггеров 20 и 21 соответственно.$ 20 and 21, respectively, direct and inverse outputs of trigger 19 are connected to C-inputs of flip-flops 20 and 21, respectively, indicators 22 of maximum and 23 minimum, whose inputs are connected to direct outputs of flip-flops 20 and 21, respectively.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Образец 24 устанавливают междуSample 24 set between

15 источником 1 и оптической системой15 source 1 and optical system

2. В начальный момент времени сигнал на выходе фотоэлектрического приемника 3 равен нулю. При этом за счет подачи отрицательного смещения на2. At the initial time, the signal at the output of the photoelectric receiver 3 is zero. At the same time, by applying a negative bias to

20 прямой вход компаратора 7 и положительного смещения на инверсный вход компаратора 6 оба компаратора находятся в устойчивом состоянии,· соответствующем уровню "0" на выходах20 direct input of the comparator 7 and a positive offset to the inverted input of the comparator 6 both comparators are in a stable state, corresponding to the level "0" at the outputs

25 компараторов.25 comparators.

На инверсных выходах триггеровOn the inverse outputs of the triggers

15 и 16 коммутатора 10 устанавливаются сигналы·, соответствующие "1". Следовательно, на выходе логического15 and 16 of the switch 10 are set signals · corresponding to "1". Therefore, the output of the logical

30 элемента 17 сигнал равен нулю, а на выходе логического элемента 18 единице. В соответствии с этим ключ 4 разомкнут., интегрирующее звено 5 в этом случае отключено от выхода30 of the element 17, the signal is zero, and the output of the logic element is 18 ones. In accordance with this key 4 is open., Integrating link 5 in this case is disconnected from the output

35 фотоприемника.35 photodetector.

4040

4545

5050

5555

При возрастании сигнала с приемника 3 компаратор 6 все время остается в первоначальном состоянии, так как сигнал на его прямом выходе всегда меньше, чем сигнал на инверсном входе. При превышении разностью сигналов напряжения смещения второй компаратор 7 переходит во второе устойчивое состояние и сигнал, соответствующий уровню "1", устанавливается на ϋ-входе триггера 16. В момент прихода очередного тактового импульса от генератора 11 триггер 16 срабатывает и на его инверсном выходе устанавливается нуль. Следовательно, ключ 4 замыкается, интегрирующее звено 5 подключается к выходу приемника 3. Разность сигналов на входах компаратора 7 становится меньше напряжения смещения, и компаратор 7 возвращается в первоначальное состояние (нуль на выходе), а ключ 4 размыкается.When the signal from the receiver 3 increases, the comparator 6 always remains in its original state, since the signal at its direct output is always less than the signal at the inverse input. When the difference between the bias signals exceeds the bias voltage, the second comparator 7 goes to the second steady state and the signal corresponding to the level "1" is set at the ϋ input of the trigger 16. At the time of the next clock pulse from the generator 11, the trigger 16 is triggered and its inverse output is zero . Therefore, the key 4 is closed, the integrating link 5 is connected to the output of the receiver 3. The difference between the signals at the inputs of the comparator 7 becomes less than the offset voltage, and the comparator 7 returns to its original state (zero at the output), and the key 4 opens.

5five

14867931486793

δδ

Если за интервал времени между двумя тактовыми импульсами разность сигналов на входах компаратора 7 не успеет возрасти до величины напряжения смещения, то компаратор 7 останется в прежнем состоянии (нуль на выходе) и на вход коммутатора 1-0 не выдается сигнал, соответствующий ” 1". Следовательно, при приходе очередного тактового импульса команда с ком* мутатора 10 не выдается на вход ключа 4 и ключ остается разомкнутым. Сигнал на выходе* звена 5 остается постоянным.If during the time interval between two clock pulses the difference between the signals at the inputs of the comparator 7 does not have time to increase to the value of the bias voltage, the comparator 7 will remain in the same state (zero at the output) and a signal corresponding to ”1” is not output to the switch 1-0. Consequently, when the next clock pulse arrives, the command from the commutator of the commutator 10 is not issued to the input of the key 4 and the key remains open.The signal at the output * of the link 5 remains constant.

При переходе сигнала с приемника 3 через максимум разность сигналов на входах компараторов 6 и 7 меняет свой знак. Как только разность сигналов превысит напряжение смещения, срабатывает компаратор 6.When the signal is transferred from receiver 3 through a maximum, the difference of the signals at the inputs of comparators 6 and 7 changes its sign. As soon as the signal difference exceeds the offset voltage, the comparator 6 is triggered.

Сигнал с прямого выхода триггера 15 выдается в исполнительный элемент 12, и осуществляется индикация прохождения максимума.The signal from the direct output of the trigger 15 is issued in the actuating element 12, and the indication of the passage of the maximum.

При убывании сигнала с приемника 3 работает компаратор 6, а компаратор 7 все время остается в устойчивом состоянии, соответствующем нулевому уровню сигнала на его выходе. Работа коммутатора 10 и ключа 4 при этом аналогична описанной выше.When the signal from the receiver 3 decreases, the comparator 6 works, and the comparator 7 remains at a steady state corresponding to the zero level of the signal at its output. The operation of the switch 10 and key 4 is similar to that described above.

При достижении минимума сигнала с приемника 3 срабатывает компаратор 7 и сигнал с прямого выхода триггера 16 выдается в исполнительный элемент 12.When the minimum of the signal from the receiver 3 is reached, the comparator 7 is triggered and the signal from the direct output of the trigger 16 is output to the actuating element 12.

При каждом срабатывании триггеров 15 и 16 по мере возрастания или убывания сигнала с приемника 3 срабатывает индикатор 13 или 14, показывая рост или убывание сигнала. Индикаторы исполнительного элемента 12 срабатывают только при достижении экстремумов.Each time triggers 15 and 16 are triggered, as the signal from receiver 3 increases or decreases, indicator 13 or 14 is triggered, indicating an increase or decrease in signal. The indicators of the actuator 12 are triggered only when the extremes are reached.

Claims (5)

Формула изобретенияClaim 1, Способ контроля толщины пленок оптических покрытий в процессе их изготовления, заключающийся в формировании сигнала, пропорционального коэффициенту пропускания или отражения, покрытия, временной задержке сформированного сигнала, сравнении; разности задержанного и назадержанного сигналов с порогом, определении толщины покрытия по величине полученного значения, отличающийся тем, чТо, с целью повышения точности, порог устанавливают в зависимости от скорости нанесения покрытия и шумовых помех, при разности задержанного и назадержанного сигналов, меньшей порога, время задержки увеличивают до тех пор, пока разность сигналов не превысит порог.1, A method for controlling the thickness of films of optical coatings in the process of their manufacture, consisting in the formation of a signal proportional to the transmittance or reflection coefficient, the coating, the time delay of the formed signal, and comparison; the difference between the delayed and reversed signals with a threshold, determining the thickness of the coating according to the magnitude of the value obtained, which differs in that, in order to improve accuracy, the threshold is set depending on the speed of coating and noise interference, when the difference between the delayed and reverted signals is less than the threshold, the delay time increase until the signal difference exceeds the threshold. 2. Устройство контроля толщины пленок оптических покрытий в процессе их изготовления, содержащее оптически связанные источник света, оптическую систему и фотоэлектрический приемник, два компаратора, инверсный вход первого компаратора и прямой вход второго компаратора соединены с выходом фотоэлектрического приемника, интегрирующее звено, выход которого подключен к прямому входу первого и инверсному входу второго компараторов, коммутатор, выходы которого подключены к выходам компаратора, электронный ключ,управняющий вход которого подключен2. A device for monitoring the thickness of optical coating films in the course of their manufacture, containing an optically coupled light source, optical system and photoelectric receiver, two comparators, an inverse input of the first comparator, and a direct input of the second comparator connected to the output of the photoelectric receiver; an integrating element whose output is connected to direct input of the first and inverse input of the second comparators, the switch, the outputs of which are connected to the outputs of the comparator, an electronic key, the control input of which is under the key к первому выходу коммутатора, исполнительный элемент, электрически связанный с коммутатором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено генератором тактовых импульсов, коммутатор выполнен с тактовым входом, к которому подключен генератор тактовых импульсов, электронный ключ включен между выходом фотоэлектронного приемника и интегрирующим звеном, коммутатор выполнен с раздельными выходами минимума и максимума, исполнительный элемент выполнен с раздельными входами минимума и максимума, подключенными к соответствующим выходам коммутатора.to the first output of the switch, an actuator electrically connected to the switch, characterized in that, in order to improve accuracy, it is equipped with a clock pulse generator, the switch is made with a clock input to which the clock generator is connected, the electronic switch is connected between the output of the photoelectronic receiver and integrating element, the switch is made with separate outputs of the minimum and maximum, the actuating element is made with separate inputs of the minimum and maximum connected to the corresponding switch outputs. 3. Устройство по п.2, о т л и чающееся тем, что коммутатор · выполнен в виде двух триггеров, последовательно соединенных двух элементов И-НЕ, 0-входы первого и второго триггеров являются первьм и вторым входами коммутатора, входы синхронизации триггеров соединены3. The device according to claim 2, that the switch is made in the form of two flip-flops, connected in series with two AND-NOT elements, the 0-inputs of the first and second flip-flops are the first and second inputs of the switch, the synchronization inputs of the flip-flops are connected с вторым входом второго элемента И-НЕ и являются третьим входом коммутатора, выход второго элемента И-НЕ является первым выходом коммутатора.. входы первого элемента И-НЕ соединены с инверсными выходами триг· геров, прямые выходы которых являются вторым и третьим выходами коммутатора.with the second input of the second element IS-NOT and are the third input of the switch, the output of the second element IS-NOT is the first output of the switch .. the inputs of the first element AND-NOT are connected to the inverse outputs of the trigger, the direct outputs of which are the second and third outputs of the switch. 14867931486793 4. Устройство попп. 2иЗ, отличающееся тем, что исполнительный элемент выполнен из трех триггеров и двух индикаторов мини- ₅ мума и максимума соответственно, при этом δ-вход первого триггера соединен с ϋ—входом второго триггера и образует первый вход исполнительного элемента, К—вход первого триггера со- ю единён с I)—входом третьего триггера и образует второй вход исполнительного элемента, прямой и инверсный4. Device pop. 2 and 3, characterized in that the actuating element is made of three flip-flops and two indicators of minimum- ₅ maximum and maximum, respectively, while the δ-input of the first trigger is connected to the ϋ — input of the second trigger and forms the first input of the actuating element, K — input of the first trigger with - I am single with I) —the input of the third trigger and forms the second input of the actuator, direct and inverse выходы первого триггера' соединены с С-входами второго и третьего триггеров соответственно, прямые выходы которых соединены соответственно с индикатором максимума и индикатором минимума.the outputs of the first trigger 'are connected to the C-inputs of the second and third triggers, respectively, the direct outputs of which are connected respectively to the maximum indicator and the minimum indicator. 5. Устройство по Дп.2-4, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено двумя индикаторами, входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам коммутатора.5. The device according to DP.2-4, characterized in that, in order to increase reliability, it is equipped with two indicators, the inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the switch.