Оглавление

1. ВВЕДЕНИЕ 2

2. АКТУАЛЬНОСТЬ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ 2

3. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 2

4. ХОД ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЫ 4

5. ВЫВОД 7

1. Введение

Целью настоящего проекта является создание устройства определяющего, в данный момент времени, толщину наносимого диэлектрического просветляющего покрытий на кристалл путем отслеживания интенсивности светового пучка, отраженного от поверхности обрабатываемого материала. В качестве обрабатываемого материала используется кристаллы обладающие нелинейными оптическими свойствами.

2. Актуальность поставленной задачи

В настоящее время развитие производства нанесение тонкопленочных покрытий характеризуется следующими направлениями:   улучшение качества наносимого материала;   улучшение качества вакуумных систем;   совершенствование оборудования; достижение повторяемости полученных результатов путем автоматизации технологического процесса. Необходимо наносить строго определенную толщину диэлектрических покрытий, такая точность производства требует безошибочных методов управления процессом, которое должно обеспечить полное использование всех возможностей напыления диэлектрических покрытий.

3. Постановка задачи

Отраженный, от напыляемой поверхности кристалла(Рис.1.1),

Рис.3.1. Схема экспериментальной установки.

1-«свидетель». 2- лазерный пучок красного цвета. 3- полупроводниковый лазер

4- обрабатываемый кристалл. 5,6-зеркало. 7-тигиль в виде лодочки с распыляемым материалом.

8-фотоприемник принимаемый отраженный сигнал от «свидетеля» лазерного пучка.

световой сигнал должен попадать в фотодиод, соответственно полученный сигнал преобразовывается в ток, токовый сигнал может колебаться от 0 до 500 мкА. Далее он преобразуется в напряжение, преобразователь ток- напряжение осуществляется схемой «ток- напряжение» на операционном усилителе LF155 (Рис.1.2). Описание операционного усилителя представлено в ПРИЛОЖЕНИЕ1.

Рис.3.2. Схема включения операционного усилителя для режима работы «преобразователь, усилитель ток- напряжение».

Расчет обратного сопротивления осуществляется по формуле Uвых=-Rоб*Iвх => -Rоб=Uвых/Iвх, опираясь на условие, что напряжение не должно превышать 5В, таким образом 10мкА должен соответствовать 0,1В (зависимость линейная). Преобразованное напряжение подается на АЦП микроконтроллера. Контроллер принимает сигнал, который изменяется во времени, при напылении оптической пленки наступает то максимальное отражение, то максимальное просветление. Это соответствует максимальной интенсивности отраженного сигнала и минимальной интенсивности отраженного сигнала. Микроконтроллер по определенной программе должен выполнять следующее:

Результат полученного сигнала обрабатывается (считывается в течении 0.5 секунды) и берется среднее арифметическое каждые 0.5 секунд. каждые 0.5 секунд результат обработанного сигнала сохраняется, записывается в таблицу, при этом должен отслеживаться общий спад интенсивности сигнала или общий подъем, на ЖК дисплее при этом отображается принимаемый сигнал в вольтах (от 0 до 5) и стрелка вверх или вниз – общий подъем сигнала или общий спад. Интенсивность сигнала всегда сначала начинает «падать», затем «растет». В тот момент, когда сигнал начинает возрастать, программа, используя данные из созданной таблицы (из записанных результатов, которые записывались каждые 0.5 секунды) программа должна выбрать минимальное значение и максимальное, далее используя эти данные должна рассчитать число по формуле (max-min)*К+min. Полученный результат – это число, при достижении которого должен сработать сигнал динамика для уведомления оператора в том, что необходимая толщина пленки нанесена и нужно прекратить напыление.

Число К - это коэффициент, который для каждого напыляемого вещества свой и эти коэффициенты должны быть внесены в базу. Дополнительно в меню должен быть пункт добавления коэффициента того или иного вещества по мере надобности вручную. Электрическая схема данного устройства представлена на рис.1.3 и ПРИЛОЖЕНИЕ2.

Рис.3.3. Электрическая схема устройства