[发明专利]微阵列型复杂曲面光学元件的复合测量系统与测量方法

权利要求书

1.一种微阵列型复杂曲面光学元件的复合测量系统，包括有由光学显微干涉系统（31）、数字CCD摄像机（32）和图像采集卡（33）依次连接构成的白光干涉微结构测试系统（3），其特征在于，还设置有固定在所述的白光干涉微结构测试系统（3）上的自感应音叉式原子力显微测头（1），位于自感应音叉式原子力显微测头（1）下方的用于放置被测样品的扫描及位移平台（5），分别与所述的扫描及位移平台（5）电连接的纳米测量机控制器（4）和压电陶瓷控制器（6），其中，所述的白光干涉微结构测试系统（3）的输出端电连接PC机（7），所述的自感应音叉式原子力显微测头（1）的输出端通过高速数字信号处理伺服反馈控制系统（2）电连接PC机（7），所述的压电陶瓷控制器（6）的输出端还电连接纳米测量机控制器（4），压电陶瓷控制器（6）的输入端通过高速数字信号处理伺服反馈控制系统（2）电连接PC机（7），所述的自感应音叉式原子力显微测头（1）包括有探针（11）、用于调整探针（11）位置的位置调整机构（12）和用于控制探针（11）工作的音叉探针控制器（13），其中，所述的位置调整机构（12）固定在所述的自感应音叉式原子力显微测头（1）中的光学显微干涉系统（31）上，所述的探针（11）位于所述白光干涉微结构测试系统（3）的镜头下方，同时还位于被测样品的上方，所述的音叉探针控制器（13）输出端通过高速数字信号处理伺服反馈控制系统（2）电连接PC机（7）。

2.根据权利要求1所述的微阵列型复杂曲面光学元件的复合测量系统，其特征在于，所述的位置调整机构（12）包括有二维精密位移台和放置在所述二维精密位移台上的测头组件，所述的测头组件包括有与所述的音叉探针控制器（13）电连接的探针电路板（121），设置在探针电路板（121）上中间开有贯通孔的底座（122），设置在底座（122）的贯通孔内并与所述的探针电路板（121）通过螺栓固定连接用于调整探针电路板（121）旋转位置的手动旋转台（123），通过螺栓固定连接在所述底座（122）一侧边的连接臂（124），其中，所述的手动旋转台（123）上设置有一用于推动手动旋转台（123）旋转的手柄（126），所述的底座（122）上与所述的手柄（126）相对应的设置有用于限定手动旋转台（123）旋转角度的限位磁铁（125），所述的探针（11）设置在所述的探针电路板（121）的侧端部。

3.根据权利要求1所述的微阵列型复杂曲面光学元件的复合测量系统，其特征在于，所述的扫描及位移平台（5）包括有用于放置被测样品的高频压电陶瓷台（51）和与所述的高频压电陶瓷台（51）相连接的纳米测量机（52），其中，所述的高频压电陶瓷台（51）的输入端连接所述的压电陶瓷控制器（6），所述的纳米测量机（52）连接纳米测量机控制器（4）。

4.根据权利要求1或3所述的微阵列型复杂曲面光学元件的复合测量系统，其特征在于，所述的纳米测量机控制器（4）包括有与所述的纳米测量机（52）输入端相连的电机控制器（41），与所述的纳米测量机（52）输出端相连的激光干涉仪（42），以及分别与压电陶瓷控制器（6）和PC机（7）相连的平台控制器（43），其中，所述的激光干涉仪（42）、平台控制器（43）和电机控制器（41）依次连接。

5.根据权利要求1所述的微阵列型复杂曲面光学元件的复合测量系统，其特征在于，所述的高速数字信号处理伺服反馈控制系统（2）包括有依次连接的AD转换模块（21）、高速数字信号处理器（22）和DA转换模块（23），所述的高速数字信号处理器（22）过RS232接口（24）连接PC机（7），其中，所述的AD转换模块（21）的输入端连接自感应音叉式原子力显微测头（1）中的音叉探针控制器（13）的输出端，所述的DA转换模块（23）的输出端连接压电陶瓷控制器（6）。