Дослідження похибок збільшення (масштабу) цифрових РЕМ-зображень, отриманих на РЕМ-106І (Суми, Україна) за допомогою спеціальних тест-об’єктів

2014;
: стоp. 82 - 88
Надіслано: Квітень 25, 2014
Прийнято: Березень 24, 2014
1
Національний університет “Львівська політехніка”
2
Lviv Polytechnic National University, Department of building рroduction

Мета. Відомо, що цифровим зображенням мікроповерхонь твердих тіл, отриманим на растрових електронних мікроскопах (РЕМ) різних типів, притаманні значні геометричні спотворення, які можна розділити на дві групи: лінійні (масштабні) і нелінійні (дисторсійні). Їх встановлення і врахування є вкрай важливим завданням, особливо під час створення різноманітних мікропристроїв із застосуванням сучасних нанотехнологій. Це запорука їх надійності, точності та ефективності. Методика. Для встановлення і дослідження дійсних значень основного метричного параметра РЕМ-106І – величин його збільшень (масштабу) були використані спеціальні тест-об’єкти (голографічні тест-решітки з роздільними здатностями r=1425 лін/мм і r=3530 лін/мм), цифрові РЕМ-зображення яких були отримані на РЕМ-106І в діапазоні збільшень від 1000х до 30000х. Опрацювання (вимірювання) цифрових РЕМ-знімків виконувалось за допомогою спеціальної підпрограми “Test-Measuring” програмного комплексу “Dimicros”. Результати. Отримані дійсні значення збільшень РЕМ-зображень тест-об’єктів показали, що їхні відхилення від встановлених значень за шкалою РЕМ становлять: вздовж осі х знімка – від приблизно + 2 % (при Мх від 1000х до 5000х) до – 1 % (за Мх від 8000х до 30000х), а вздовж осі у знімка – від + 1 % (за Мх від 1000х до 5000х) до – 4 % (за Мх від 8000х до 30000х). Точність вимірів Мх становить приблизно ± 0,5 %. Отже, спотворення масштабів РЕМ-зображень, отриманих на РЕМ-106І вітчизняного виробництва, порівняно незначне. Однак під час високоточних досліджень кількісних параметрів мікроповерхонь твердих тіл його необхідно враховувати. Наукова новизна. Таке дослідження РЕМ-106І виконувалось в Україні вперше. Запропонована технологічна схема досліджень і використане авторське програмне забезпечення показали його ефективність і доцільність. Практична значущість. Застосування цієї технології і встановлення дійсних значень збільшень (масштабу) цифрових РЕМ-зображень мікроповерхонь твердих тіл дає змогу з високою точністю встановлювати їх просторові кількісні параметри, а отже, підвищувати надійність і ефективність виготовлених з них пристроїв, механізмів, матеріалів тощо.

  1. Іванчук О.М. Структура та функції програмного комплексу “Dimicros” для опрацювання РЕМ-зображень на цифровій фотограмметричній станції / О.М. Іванчук, І.В. Хрупін // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. – Львів, 2012. – Вип. I (23). – С. 193–197.
  2. Іванчук О.М. Дослідження точності визначення дійсних величин збільшення (масштабу) цифро­вих РЕМ-зображень, отриманих на РЕМ JCM-5000 (NeoScope) фірми JEOL // Геодезія, карто­графія і аерознімання. – Львів, 2012. – Вип. 76. – С. 80–84.
  3. Іванчук О.М. Дослідження величин геометричних спотворень цифрових РЕМ-зображень, отриманих на РЕМ DSM-960A (Carl Zeiss, Німеччина) та точності їх врахування / О.М. Іванчук, Т. Бар­фельс, Я. Гееґ, В. Геґєр // Геодезія, картографія і аерознімання. – Львів, 2013. – Вип. 78. – С. 120–126.
  4. Костышин М.Т. Квантовая электроника / М.Т. Кос­тышин, К.С. Мустафин. – К., 1982. – Вып. 23. – С. 29–33.
  5. Калантаров Е.И. Фотограмметрическая калибровка электронных микроскопов / Е.И. Калантаров, М.Ж. Сагындыкова // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. – M., 1983. – № 4. – С. 76–80.
  6. Мельник В.Н. Калибровка геометрических искаже­ний РЭМ-снимков / В.Н. Мельник, В.Н. Соколов, О.М. Иванчук, О.В. Тумская, М.П. Шебатинов // Рук. деп. в ВИНИТИ. – M., 1984. – № 528. – 18 c.
  7. Мельник В.М. Растрово-електронна стереомікро­фрак­торафія: монографія / В.М. Мельник, А.В. Шостак. – Луцьк: Вежа, 2009. – 469 с.
  8. Финковский В.Я. К теории фотограмметрической обработки РЭМ-снимков / В.Я. Финковский, В.Н. Мельник, О.М. Иванчук // Геодезия и картография. – 1984. – № 2. – С. 29–33.
  9. Шостак А. В. Методи і моделі мікрофотограмметрії у прикладних наукових дослідженнях: автореф. дис… докт. техн. наук : 05.24.01 / А. В. Шостак; Луцький нац. техн. університет. – К., 2012. – 28 с.
  10. Boyde A. Photogrammetry and Scanning electron microscopy / A. Boyde, H.F. Ross // Photogram­metric Record. – 1975. – Vol. 8. – № 46. – P. 408–457.
  11. Burkhardt R. Untersuchungen zur kalibrirung eines Elektronen mikroskopes // Mitt. geod. Inst. Techn. Univ. Graz. – 1980. – № 35.
  12. Ghosh S.K. Photogrammetric calibration of a scanning electron microscope //  Photogrammetria. – 1975. – V. 31. – № 31. – P. 91–114.
  13. Ghosh S.K. Scanning Electron Micrography and Photogrammetry / S.K. Ghosh, H. Nagaraja // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. – 1976. – Vol. 42. – № 5. – P. 649–657.
  14. Howell P. A practical method for the correction of distortions in SEM photogrammetry // Proc. Of the Annual Scanning Electron Microscope Symposium. Chicago, Illinois. – 1975. – P. 199–206.