[发明专利]合成波干涉纳米表面三维在线测量系统及方法

摘要

合成波干涉纳米表面三维在线测量系统及方法，量程决定于合成波长，共路干涉结构。利用双周期光栅的双色散特性将谱宽40nm光束色散成两个波长在空间连续均匀分布的扇形光片，经准直成两个横向错位并部分重叠的平行光片，重叠部分形成合成波。合成波平行光片经过平面镀半透半反膜的平柱聚焦透镜，一半光强被反射作为参考光，另一半光强被聚焦成光线，由不同被测点反射，与参考光干涉后由线阵CCD探测。测出CCD每个像素干涉信号相位变化量，即测出对应被测点纵向变化值。一次定位完成表面二维测量；光线横向扫描完成表面三维测量。测量速度高，成本低。测量量程600～1000μm，分辨率优于5nm，适用于具有凸台和深槽的纳米表面测量。

主权项

1.一种利用光线扫描的合成波干涉纳米表面三维在线测量系统，其特征在于：利用一系列并行的合成波组成的平行光片扫描被测器件表面进行线扫描测量，测量光路与参考光路共路构成共路干涉系统；该系统是由超辐射发光二极管SLD、光纤自准直透镜Z、双周期光栅G、准直透镜L1、分光镜BS、平柱聚焦透镜L2、纵向微动工作台M1、横向微动工作台M2、高速线阵CCD、相位测量、信号发生器、A/D转换卡、计算机、结果输出、驱动控制组成；利用一个中心波长为850nm谱宽40nm的超辐射发光二极管SLD、光纤自准直透镜Z、双周期光栅G、分光镜BS、平面镀了半透半反膜的平柱聚焦透镜L2构成一个共路干涉仪，使环境振动和温度漂移对测量系统的影响得到共模抑制，从而使该测量系统适用于在线测量。