[发明专利]一种用于纳米表面形貌在线测量的集成系统

摘要

一种用于纳米表面形貌在线测量的集成系统。该系统由集成光子芯片和测量探头两个主要部分组成，光子芯片由基于纳米线阵列的可调谐激光器、集成波导型光隔离器、基于表面等离子体的光耦合器和光探测器集成产生，而测量探头由准直透镜、光栅、物镜和参考镜组合而成。光子芯片和测量探头通过光纤连接。测量系统将具有尺寸小、结构紧凑、集成度高、整体性和灵活性良好等特点，对于实现纳米表面形貌在线测量具有很大的优势。

主权项

一种用于纳米表面形貌在线测量的集成系统，其特征在于：主要包括集成光子芯片和测量探头；集成光子芯片上集成了基于纳米线阵列的可调谐激光器(1)、集成波导型光隔离器(2)、基于表面等离子体光耦合器(3)和光探测器(4)；测量探头由准直透镜(8)、光栅(9)、物镜(10)和参考镜(11)组成；激光器(1)发出的光经过光隔离器(2)和光耦合器(3)后从光子芯片输出，经过准直透镜(8)后平行入射到光栅(9)上并发生衍射，然后分别入射到参考镜(11)和经由物镜(10)入射到被测物体表面上；两束光分别由参考镜(11)和被测物体(12)表面反射后在光栅(9)处发生干涉，通过准直透镜(8)再次进入光子芯片，经过耦合器(3)回到探测器(4)，探测器(4)把光信号转换成电信号并输出，通过控制单元(6)控制激光器(1)和探测器(4)，并通过数据采集单元(5)对输出信号进行采集并输入计算机(7)进行处理得到被测物体表面形貌信息。