[发明专利]台阶表面高度测量的单光栅干涉仪及台阶表面高度测量方法

权利要求书

1.台阶表面高度测量的单光栅干涉仪，其特征在于：包括激光光源、三个透镜、一个平面光栅、一个带有两个针孔的光阑、一个图像传感器、一个正弦振动扬声器；

所述激光光源置于待测台阶一侧，激光光源与待测台阶之间依次设置有一个透镜和一个平面光栅，所述平面光栅连接至正弦振动扬声器；

所述激光光源发出一组与待测表面呈一定角度β的平行光，所述激光光源发出的平行光依次通过第一透镜和平面光栅，并在检测表面反射后形成反射光束；

以反射光束为轴，依次设置有第二透镜、带有两个针孔的光阑、第三透镜，

所述反射光束依次通过第二透镜、带有两个针孔的光阑、以及第三透镜，

所述图像传感器置于第三透镜后侧，接收通过第三透镜的光束，得到反应物体平面图像的干涉条纹图案。

2.一种台阶表面高度测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照权利要求1中所述方式搭建台阶表面高度测量所需要的的单光栅干涉仪；

在激光光源处发出一组平行光，记录平行光与待测表面之间的夹角β；

平行光束通过焦距为f0的透镜L0发生折射后，在空间周期为P，透光宽度为a的光栅G处发生正弦振动；

透过光栅G的光束在待测表面发生反射，形成反射光束，反射光束通过焦距为f1的透镜L1发生折射，形成多个光束；

其中被允许穿过带有两个针孔的光阑上两针孔光阑H的第一阶光束经焦距为f2的透镜L2折射；

图像传感器在一定时间间隔内重复多次采样，得到干涉条纹图案；

将干涉条纹图案转化得到位相分布图，并且选择位相分布图中的一行进行台阶表面高度计算，台阶表面高度r计算方式如下：

r=C[α2(x1)-α1(x1)]α2>α1C[α2(x1)+2π-α1(x1)]α2<α1.]]>