[发明专利]一种反射式点衍射载波同步移相干涉检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种反射式点衍射载波同步移相干涉检测装置，包括光源（1）、准直扩束系统（2）、第一偏振片（3）、四分之一波片（4）、第一透镜（6）、非偏振分光棱镜（7）、第二偏振片（8）、第一平面反射镜（9）、第二平面反射镜（10）、第二透镜（11）、偏振分光棱镜（12）、第一图像传感器（13）、第二图像传感器（14），其特征在于：光源（1）发射的光束经准直扩束系统（2）后依次通过第一偏振片（3）、四分之一波片（4）和待测物体（5），经第一透镜（6）聚焦后的光束被非偏振分光棱镜（7）分成反射的物光和透射的参考光；物光经过第二偏振片（8）滤波后照射在第一平面反射镜（9）上，参考光照射在第二平面反射镜（10）上；经过反射的物光和参考光经非偏振分光棱镜（7）汇合成一束后依次通过第二透镜（11）和分光面与入射光束呈45°角的偏振分光棱镜（12）后形成两幅干涉图，分别被第一图像传感器（13）和第二图像传感器（14）采集到计算机中。

2.根据权利要求1所述的一种反射式点衍射载波同步移相干涉检测装置，其特征在于：所述的第一平面反射镜（9）位于第一透镜（6）的焦平面上，所述的第二平面反射镜（10）位于第二透镜（11）的焦平面上。

3.根据权利要求1或2所述的一种反射式点衍射载波同步移相干涉检测装置，其特征在于：所述的第一偏振片（3）和四分之一波片（4）以按照产生圆偏振光的方式放置，即第一偏振片（3）的偏振方向和四分之一波片（4）轴方向夹角为45°。

4.根据权利要求1或2所述的一种反射式点衍射载波同步移相干涉检测装置，其特征在于：所述的第二偏振片（8）按照透光轴与水平方向夹角为﹢45°或-45°进行放置。

5.根据权利要求3所述的一种反射式点衍射载波同步移相干涉检测装置，其特征在于：所述的第二偏振片（8）按照透光轴与水平方向夹角为﹢45°或-45°进行放置。

6.根据权利要求1或2所述的一种反射式点衍射载波同步移相干涉检测装置，其特征在于：所述第二平面反射镜（10）的反射面大小与系统输入孔径在傅里叶平面产生的艾里斑大小一致。

7.根据权利要求5所述的一种反射式点衍射载波同步移相干涉检测装置，其特征在于：所述第二平面反射镜（10）的反射面大小与系统输入孔径在傅里叶平面产生的艾里斑大小一致。

8.根据权利要求7所述的一种反射式点衍射载波同步移相干涉检测装置，其特征在于：所述的第一平面反射镜（9）可以进行与水平方向偏转角为θ的转动。

9.根据权利要求1或2所述的一种反射式点衍射载波同步移相干涉检测装置，其特征在于：所述的待测物体（5）和第一透镜（6）之间还可以依次放置显微物镜（15）和校正物镜（16）。

10.一种反射式点衍射载波同步移相干涉检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）调整光源，使光源发射的光束经准直扩束系统、第一偏振片和四分之一波片后形成扩束的圆偏振光，该光束经过待测物体、第一透镜和非偏振分光棱镜后形成聚焦的物光和参考光，该物光和参考光分别被第一平面反射镜和第二平面反射镜反射后共同经第二透镜和偏振分光棱镜形成两幅干涉图I₁和I₂，分别被第一图像传感器和第二图像传感器同时采集；

（2）根据平面反射镜的偏转角θ确定数字参考波：

Rr=exp(-i2πλxsinθ)]]>

其中，λ为光源波长，x为水平坐标轴；

（3）计算被测物体的复振幅c'(x,y)：

c'(x,y)=IFT{FT{Rr(I₁-I₂)}·LF}

其中，LF表示低通滤波，FT表示傅里叶变换，IFT表示逆傅里叶变换；

（4）计算被测物体的相位分布

其中，Im表示取虚部，Re表示取实部。