[实用新型]干涉测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学检测技术领域，具体涉及一种干涉测量装置。 

背景技术

干涉仪在光学元件面形检测方面有着重要的应用价值。就干涉测量方法而言，可分为时域相移法、傅里叶分析法和空间载波相移法。时域相移法测量精度高，在光学检测中应用广泛，但它至少需要三幅干涉图，受环境振动影响大，所以不适合动态环境下测量。傅里叶分析法只需要一幅空间载波干涉图，所以适合动态环境下测量，但傅里叶分析法测量精度相对较低且不能判断被测相位的正负。空间载波相移法结合了时域相移法和傅里叶分析法的优点，通过处理单幅空间载波干涉图近似达到时域相移法的精度，所以空间载波相移法在动态高精度干涉测量方面有着重要的应用前景。 

目前实现空间载波相移的方法主要有两种：一种是通过倾斜参考镜引入一个适当的空间载频量，使相邻像素点间的位相差为π/2，但是实际测量时很难调整参考镜使空间载频严格等于理论值。另一种是利用偏振分光器件在同一个CCD上得到四幅相移π/2的干涉图，在公开号为CN101111739A的中国专利文献中即公开了该装置，该专利文献中，设置菲索干涉仪的参考镜和测试镜，使他们具有不同的斜率，从而分离测试光T和参考光R，然后使测试光和参考光经过不同的偏振光学元件，在测试光和参考光之间引入空间载波相移，最后实现了在同一个CCD上得到四幅相移π/2的干涉图。上述介绍的装置能够实现动态干涉测量，但是由于参考光和测试光的夹角较大，他们属于非共路系统，容易引进较大的系统误差。为此，在专利号为US7230717B2美国中，公开了一种共光路的动态干涉仪系统，该美国专利中参考光和测试光的夹角接近为零，但两者的偏振态是正交的，通过在CCD前加一个偏振相位掩模板，偏振相位掩模板的像素分布与CCD的像素分布一致。偏振相位掩模板使参考光和测试光在CCD上每个像素内引入一个特定的相位差，从而获得了空间载波相移分布。 

上述偏振相位掩模板虽然可以引入空间载波相移，但是它的加工比较困难，容易产生加工误差，而且不易校正加工误差，而加工误差将直接影响干涉测量 的精度，因此上述美国专利US7230717B2介绍的偏振相位掩模板的精度有待进一步提高；此外，一个加工好的偏振相位掩模板只能产生特定的空间载波相移分布，不能进行人为的修改，应用不免受到限制。 

实用新型内容

本实用新型提供一种干涉测量装置，本实用新型的干涉测量装置不但可以实现多个空间载波相移分布时的测量，而且还可以实现误差校正，提高测量精度。 

本实用新型提供的一种干涉测量装置，包括， 

用以产生偏振状态相互正交线偏振光的装置，该相互正交线偏振光分别称为参考光和测试光； 

相位调制式空间光调制器，设置于参考光或测试光的光路中，用以改变光波前的空间相位分布；该空间光调制器具有复数个像素，每一像素具备特定的相位分布；其中，经所述空间光调制器相位调制后的光称为调制光，未经调制的光称为未调制光； 

基于所述调制光和未调制光实现干涉测量的干涉仪； 

对干涉仪产生的相干光探测的光探测装置，该光探测装置具备与所述空间光调制器相同的像素分布；且二者像素相对应。 

可选的，所述空间光调制器为反射式液晶空间光调制器。 

可选的，所述产生偏振状态相互正交线偏振光的装置包括共轴设置的线偏振光起偏器和偏振分光棱镜。 

可选的，所述产生偏振状态相互正交线偏振光的装置还进一步包括使偏振分光镜后的正交线偏振光产生相位延迟的结构。 

可选的，液晶空间光调制器至少包括一组2×2分布的像素单元，且所述像素单元中每一像素具有不同的相位。 

可选的，所述每一像素单元中相位分布分别为0、π/2、π和3π/2。 

可选的，所述干涉仪为菲索干涉仪。 

可选的，还包括相干光源。