该章节根据上个章节继续普及关于石英晶振制作过程的一些知识.
利用单色光的牛顿环
观察透明介质板厚度增量变化的另一种简单方法是从垂直于板的一侧将板暴露于单色光。如果两个表面都是镜面反射的,则光线从顶面和底面反射,从而产生称为牛顿环的干涉图案。该方法通常用于与光学平面结合的凸透镜上,其中透镜被放置成使得在平面和被观察部分之间存在气隙,但是,如在这种情况下,它也适用于薄透明透镜,其中参考表面是透镜的另一面。
在这种测量方法中,亮带和暗带之间的厚度增量与所使用的光的波长直接相关。在我们的配置中,光源是具有光谱的低压钠灯
线对位于590纳米和590.6纳米,厚度增量ε由下式给出
其中λ是自由空间中的光波长,n是介质的标称折射率,m是环数。观测环的半径由下式给出:
在本研究所研究的晶振设计中,第一环将出现在大约0.25毫米的半径处,这给出了轮廓位置的非常好的分辨率。使用这种方法测量毛坯的装置使用钠灯,光线从钠灯通过分束器导向被测零件,然后使用scientope Smartcam通过低功率显微镜观察图像;该系统为测量两个圆之间的距离提供了一种非常简单的方法。这种技术的主要缺点是需要高度抛光的表面。
结果
在三个轴上测量了一组50个完成的封装QRM谐振器的g灵敏度。他们是根据Q和C1等其他方面的良好表现从过去的群体中选出的,以避免其他异常部分被包括在群体中。打开包装,取出坯件,用王水剥离金电极,非常注意保持每个坯件的个体身份。
图1被测组灵敏度与轮廓偏移量的关系
然后测量该组在幅度和方向上的轮廓同心度,轮廓偏移和g灵敏度矢量的幅度之间的散点图如图8所示。尽管g灵敏度和轮廓偏移都是作为矢量测量的,但是如图所示,两个参数的幅度之间获得了最佳的相关性。在该图中可以预期一些散射,因为两个参数都考虑了幅度而不是方向。也没有考虑其他安装不规则性
考虑到这一点,但总的趋势是非常确定的。
结论
已经确定了几种可用于测量石英晶体谐振器毛坯中轮廓形状同心度的方法。在一个10赫兹三次泛音QRM产品上进行了一个实验,将轮廓偏移与加速度灵敏度的测量值进行比较。正如这种产品类型所预期的那样,这两个参数之间有明显的相关性。这一积极成果促使了一系列改进轮廓加工工艺的发展,并使产品质量和产量显著提高。