[发明专利]一种表面形貌干涉测量的方法及装置有效

专利信息
申请号: 201310188969.1 申请日: 2013-05-20
公开(公告)号: CN103267494A 公开(公告)日: 2013-08-28
发明(设计)人: 王选择;杨练根;周浩;刘丙康;夏阳;何浪;管鑫 申请(专利权)人: 湖北工业大学
主分类号: G01B11/24 分类号: G01B11/24
代理公司: 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 代理人: 张火春
地址: 430068 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 表面 形貌 干涉 测量 方法 装置
【权利要求书】:

1.一种表面形貌干涉测量的方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:启动光源;

步骤2:进行图像采集;

步骤3:切换光源;

步骤4:判断光源切换是否完成,如果否,则执行所述的步骤2;如果是,则改变参考镜的位置,并采集不同波长激光在不同的参考镜位置下的干涉信号;

步骤5:判断采集是否完成,如果否,则执行所述的步骤1;如果是,则进行图像信号处理、样品形貌参数计算及显示。

2.根据权利要求1所述的表面形貌干涉测量的方法,其特征在于:所述的图像信号处理,是分别对所述的不同波长激光的干涉信号的干涉帧图像进行逐点逐帧相位运算,应用两近波长的相位差在大尺度范围内确立表面形貌相对于虚参考面的方向以及大尺度范围内估计形貌点高度,用两远波长相位差在小尺度内进一步缩小测量结果的误差,最后结合单波长相位计算最终测量结果。

3.根据权利要求2所述的表面形貌干涉测量的方法,其特征在于:

所述的不同波长激光的单波长干涉信号在干涉区域中某一点的光强为:

I(δ,λ)=I1+12+21112cos(2πδλ),]]>

所述的单波长相位为:

其中,δ为光程差,λ为相干光波长,I1、I2为两相干光在该点的光强;

由于对所述的相位的识别只能在(-π,π)之间,因此对于单波长,决定所述表面形貌测量高度h的范围只能在半个波长之内,即:

所述的两不同波长的双波长测量,同一光程差下其相位差满足:

其中,为两不同波长激光的相位,λi,λj为两不同波长激光的波长,i=1、2、3,j=1、2、3;

可见,波长差越小,相位差随光程差变化变越小,从而决定了所述的双波长的光程差识别区间为:

-π<φij=2πδ(λj-λi)λiλj<π,]]>

所述的双波长测量范围为:

-λiλi4(λi-λj)<h=δ2<λiλi4(λi-λj),]]>

由所述的双波长的测量范围可见,λij越小,测量范围显著增大。

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