[发明专利]一种结构光调制的暗场显微缺陷三维测量装置与方法

权利要求书

1.一种结构光调制的暗场显微缺陷三维测量装置，其特征在于，包括光源(1)、空间光调制器(2)、第一透镜(3)、分光镜(4)、显微物镜(5)、第二透镜(9)、第三透镜(10)、滤波器(11)、第四透镜(12)和CCD(13)；

所述空间光调制器(2)用于接收光源(1)发出的光并调制成结构光；

所述空间光调制器(2)调制的结构光依次经过第一透镜(3)、分光镜(4)和显微物镜(5)微缩投影至样品(6)上并在样品(6)上反射形成零级光(14)和一级光(15)；

所述零级光(14)依次经过显微物镜(5)、第二透镜(9)和第三透镜(10)达到滤波器(11)；

所述一级光(15)依次经过显微物镜(5)、第二透镜(9)、第三透镜(10)和第四透镜(12)到达CCD(13)成像。

2.根据权利要求1所述的一种结构光调制的暗场显微缺陷三维测量装置，其特征在于，所述滤波器(11)置于第三透镜(10)和第四透镜(12)之间。

3.根据权利要求2所述的一种结构光调制的暗场显微缺陷三维测量装置，其特征在于，所述第三透镜(10)的后焦面和第四透镜(12)的前焦面重合形成频谱面，所述滤波器(11)位于频谱面上。

4.根据权利要求1所述的一种结构光调制的暗场显微缺陷三维测量装置，其特征在于，所述滤波器(11)的尺寸小于CCD(13)的孔径尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种结构光调制的暗场显微缺陷三维测量装置，其特征在于，还包括用于安装样品(6)的位移机构(8)，所述位移机构(8)用于样品(6)在光轴方向移动。

6.根据权利要求1所述的一种结构光调制的暗场显微缺陷三维测量装置，其特征在于，所述样品(6)安装在显微物镜(5)的焦面附近。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种结构光调制的暗场显微缺陷三维测量装置，其特征在于，所述样品(6)为透明材料。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种结构光调制的暗场显微缺陷三维测量装置，其特征在于，所述光源(1)为LED光源。

9.基于权利要求1-8任一项所述的一种结构光调制的暗场显微缺陷三维测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将待测的样品(6)安装在显微物镜(5)的焦面附近；

S2、调整样品(6)，使样品(6)的待测量区域进入显微物镜(5)的成像视野，并设置空间光调制器(2)的条纹频率、相移步长和相移步数；

S3、启动光源(1)、空间光调制器(2)和CCD(13)，在每个轴向位置暂停并采集设定相移条纹的暗场显微图像。

10.根据权利要求9所述的一种结构光调制的暗场显微缺陷三维测量装置的测量方法，其特征在于，还包括：

S4、使用相移调制度分析方法，对每个轴向位置的调制度进行计算获得轴向调制度曲线，计算公式如下所示：

式中，N表示相移步数，I_i表示第i次相移时某点的光强值；

S5、根据轴向调制度曲线对样品(6)上的缺陷(7)进行三维重构。