Научная статья на тему 'Контроль стабильности формы оптических носителей информации при технологических операциях'

Контроль стабильности формы оптических носителей информации при технологических операциях Текст научной статьи по специальности «Приборы для измерения механических величин»

CC BY
197
19
Поделиться
Ключевые слова
неразрушающий контроль / напряженное состояние / изгибные деформации / интерференция

Аннотация научной статьи по приборостроению, автор научной работы — Чугреев Сергей Александрович, Герасимов Сергей Иванович

Выполнен расчетно-экспериментальный анализ напряженного состояния в оптических носителях информации, возникающего при напылении светоотражающего слоя. Установлена корреляция характера интерференционных полос и технологических производственных операций.

Похожие темы научных работ по приборостроению , автор научной работы — Чугреев Сергей Александрович, Герасимов Сергей Иванович,

The experimental-calculated analysis of stressed state in optical data carriers occurring at spraying reflecting layer has been carried out. Correlation of the character of interference bands and working production operations was determined.

Текст научной работы на тему «Контроль стабильности формы оптических носителей информации при технологических операциях»

Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 314. № 2

УДК 620.171

КОНТРОЛЬ СТАБИЛЬНОСТИ ФОРМЫ ОПТИЧЕСКИХ НОСИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЯХ

С.А. Чугреев, С.И. Герасимов

Сибирский государственный университет путей сообщения, г. Новосибирск E-mail: Gerasimov@stu.ru

Выполнен расчетноэкспериментальный анализ напряженного состояния в оптических носителях информации, возникающего при напылении светоотражающего слоя. Установлена корреляция характера интерференционных полос и технологических производственных операций.

Ключевые слова:

Неразрушающий контроль, напряженное состояние, изгибные деформации, интерференция.

Под оптическими носителями информации будем понимать совокупность различных видов компакт-дисков (КД), изготовленных из поликарбоната [1]: CD, CD-R, CD-RW, DVD±R, DVD±RW,, DVD-5, DVD-9, DVD-10. Здесь приняты следующие стандартные обозначения типов КД: CD - КД емкостью 750 Мб, изготовленные методом репликации; CD-R

- записываемые КД емкостью 750 Мб; DVD-5 - КД емкостью 4,7 Гб, изготовленные методом репликации; DVD±R - записываемые КД емкостью 4,7 Гб; DVD-9 - двухслойные односторонние КД емкостью 9,4 Гб, изготовленные методом репликации; DVD-10

- двухсторонние КД емкостью 9,4 Гб, изготовленные методом репликации.

Известно, что при производстве КД применяют различные методы контроля оптико-геометрических параметров [2]. В частности, в каждой точке объекта возможен контроль двойного лучепреломления. Предполагается, что КД остается идеально плоским на всех технологических этапах производств - от изготовления исходной заготовки из поликарбоната до напыления светоотражающего слоя и нанесения защитного слоя лака. Вместе с тем, хорошо известно влияние даже тонких поверхностных металлизированных слоев на изгиб пластин, изготовленных из низкомодульных материалов. Визуально было обнаружено, что многие КД имеют блюдцеоб-разные изгибные деформации, ориентированные вдоль собственной оси вращения. Была выдвинута гипотеза, что такое осесимметричное искривление дисков возможно из-за того, что напыляемый металлизированный слой приводит к появлению радиальных касательных напряжений на одной из поверхностей КД, определяющих прогибы диска.

Новым в предлагаемом способе определения напряженного состояния КД является соединение метода конечных элементов с оптической интерферометрией. Исследовались диски разных типов и толщин - сплошные с односторонним напылением (CD, CD-R, CD-RW), составные с внутренним напылением (DVD, DVD±R, DVD±RW), отдельные части составных дисков, как с напылением, так и без напыления. Диски закреплялись жестким зажимом вблизи внешнего контура и располагались вертикально.

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 1.

У

В

сз a> CO а ot L^/-^ ^^ 'ах ^ * Г

0 A, <-1 < i * 1С >:

4 с > h^-►

Рис. 1. Схема экспериментальной установки

Плоская монохроматическая волна света от лазера освещает поверхность КД. Направления освещения и отражения определяются углом а, лежащим в плоскости уог (рассмотрим плоский случай). Предположим, что в результате напыления светоотражающего слоя диск изогнулся и принял форму части сферы. В этом случае все параллельные оси г лучи света, отражаясь от КД, пересекутся в одной точке 0, называемой фокусом. Введем обозначения: R=AB - радиус КД; Rl=AíBí - радиус изображения КД в плоскости экрана; £1=АА1 - расстояние от КД до экрана; £=ОА - расстояние от точки 0 до плоскости КД; W - стрела прогиба КД, подлежащая определению, р=0В - расстояние от точки В до фокуса 0.

Из рис. 1 следуют очевидные соотношения: Я _ Я, 5 _ 5 - 5/

Я - £

2 + R2,

W=р-S=

■sJr2S,2 + R4 - 2R3R1 + R2R2 - RS,

R - R

. (1)