[发明专利]分光同步移相共光路干涉显微检测装置及检测方法

摘要

分光同步移相共光路干涉显微检测装置及检测方法，属于光学干涉检测领域，本发明为解决现有光学相移干涉检测方法操作复杂困难、测量精度低的问题。本发明方案：光源发射的光束经偏振片后入射至准直扩束系统的光接收面，经准直扩束系统准直扩束后的出射光束入射至第一分光棱镜，第一分光棱镜的反射光束作为参考光束经第二λ/4波片入射至矩形窗口；并排汇合于矩形窗口的参考光束和物光束再依次通过第一傅里叶透镜、一维周期光栅、第二傅里叶透镜、消偏振分光棱镜和四象限偏振片组，四象限偏振片组出射的偏振光束在图像传感器平面上产生干涉图样，计算机将采集获得的干涉图样进行处理,获得待测物体的相位分布。

主权项

一种分光同步移相共光路干涉显微检测装置，它包括光源（1），其特征在于：它还包括偏振片（2）、准直扩束系统（3）、第一分光棱镜（4）、第二分光棱镜（5）、第一λ/4波片（6）、校正物镜（7）、显微物镜（8）、待测物体（9）、第二λ/4波片（10）、第三λ/4波片（11）、矩形窗口（12）、第一傅里叶透镜（13）、一维周期光栅（14）、第二傅里叶透镜（15）、消偏振分光棱镜（16）、四象限偏振片组（17）、图像传感器（18）和计算机（19），其中λ为光源（1）发射光束的光波长，光源（1）发射的光束经偏振片（2）后入射至准直扩束系统（3）的光接收面，经准直扩束系统（3）准直扩束后的出射光束入射至第一分光棱镜（4），第一分光棱镜（4）的反射光束作为参考光束经第二λ/4波片（10）入射至矩形窗口（12）；第一分光棱镜（4）的透射光束再经第二分光棱镜（5）透射后入射至第一λ/4波片（6），第一λ/4波片（6）的出射光束经由校正物镜（7）和显微物镜（8）入射至待测物体（9），被待测物体（9）反射的光束再经显微物镜（8）、校正物镜（7）和第一λ/4波片（6）入射至第二分光棱镜（5），经第二分光棱镜（5）的反射光束作为物光束经第三λ/4波片（11）入射至矩形窗口（12）；并排汇合于矩形窗口（12）的物光束和参考光束入射至第一傅里叶透镜（13），经第一傅里叶透镜（13）汇聚后的出射光束通过一维周期光栅（14）入射至第二傅里叶透镜（15），经第二傅里叶透镜（15）和消偏振分光棱镜（16）透射后的出射光束入射至四象限偏振片组（17），该四象限偏振片组（17）的出射光束由图像传感器（18）的光接收面接收，图像传感器（18）的信号输出端连接计算机（19）的图像信号输入端；以第一傅里叶透镜（13）光轴的方向为z轴方向建立xyz三维直角坐标系，所述矩形窗口（12）沿垂直于光轴的方向设置，并且沿x轴方向均分为两个小窗口；第二λ/4波片（10）和第三λ/4波片（11）与矩形窗口（12）平行设置、且位于同一个平面内，第二λ/4波片（10）和第三λ/4波片（11）沿x轴方向并行等间距排布；第一傅里叶透镜（13）和第二傅里叶透镜（15）的焦距均为f；矩形窗口（12）位于第一傅里叶透镜（13）的前焦面上；一维周期光栅（14）位于第一傅里叶透镜（13）的后焦面上并且位于第二傅里叶透镜（15）的前焦面上；图像传感器（18）位于第二傅里叶透镜（15）的后焦面上；一维周期光栅（14）的周期d与矩形窗口（12）沿x轴方向的长度D之间满足关系：d=2λf/D。