[发明专利]一种表面3D检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种表面3D检测装置，其特征在于，沿光束传播方向依次包括照明单元、偏振分束单元、多路光分束单元、多个相移板以及探测器；所述照明单元产生的光束经所述偏振分束单元形成探测光束和参考光束；所述探测光束入射至待测样品表面后反射后再次进入所述偏振分束单元；所述参考光束入射至第二反射镜，经所述第二反射镜表面反射后再次进入所述偏振分束单元，并与经所述待测样品表面反射的探测光束重合；重合后的探测光束和参考光束分别经所述多路光分束单元分离为多路分支，每路分支对应一个相移板，使偏振方向相互垂直的探测光束和参考光束产生额外的相位差，之后再经过偏振合束器，使探测光束和参考光束具有相同偏振方向，从而在所述探测器表面产生干涉信号；所述每路分支中的相移板产生的额外的相位差不同。

2.如权利要求1所述的表面3D检测装置，其特征在于，所述照明单元依次包括光源、准直扩束单元以及第一反射镜，所述光源发出的光束经过所述准直扩束单元后入射至所述第一反射镜，经所述第一反射镜反射后入射至所述偏振分束单元。

3.如权利要求2所述的表面3D检测装置，其特征在于，所述光源采用汞灯、氙灯、卤素灯或激光光源。

4.如权利要求2所述的表面3D检测装置，其特征在于，所述准直扩束单元包括依次设置的第一透镜和第二透镜。

5.如权利要求1所述的表面3D检测装置，其特征在于，所述偏振分束单元还包括偏振分束器、第一1/4λ波片、第三透镜、第二1/4λ波片、第四透镜以及第五透镜，所述照明单元产生的光束经所述偏振分束器后分为偏振方向相互垂直的探测光束和参考光束，所述探测光束经所述第一1/4λ波片和第三透镜后，入射至运动台上的待测样品的表面，经所述待测样品的表面的反射后再次通过第一1/4λ波片，偏振方向旋转90°，并透过所述偏振分束器，经第五透镜入射至所述多路光分束单元；所述参考光束经所述第二1/4λ波片和第四透镜后，入射至第二反射镜，经第二反射镜反射后再次通过第二1/4λ波片，偏振方向旋转90°，经过所述偏振分束器发生反射，经所述第五透镜入射至所述多路光分束单元。

6.如权利要求1所述的表面3D检测装置，其特征在于，所述照明单元与待测样品之间设有多个不同倍率的干涉物镜。

7.如权利要求6所述的表面3D检测装置，其特征在于，多个所述干涉物镜之间通过物镜转轮进行切换。

8.如权利要求6或7所述的表面3D检测装置，其特征在于，所述照明单元的出射光经所述偏振分束单元中的第一分束器入射至所述干涉物镜。

9.如权利要求1所述的表面3D检测装置，其特征在于，所述多路光分束单元采用衍射光学元件，所述衍射光学元件在所述探测器表面产生若干面阵式的干涉图案或若干条状的干涉信号。

10.如权利要求1所述的表面3D检测装置，其特征在于，所述多路光分束单元采用n个第二分束器组成，n个第二分束器将光束分为n+1个分支，每个分支对应一个相移板，一个偏振合束器以及一个探测器，其中，n为正整数。

11.如权利要求1所述的表面3D检测装置，其特征在于，所述探测器采用CMOS或CCD传感器。

12.如权利要求1所述的表面3D检测装置，其特征在于，所述多路光分束单元采用空间光调制器件。