[发明专利]一种快照式全场白光干涉显微测量方法及其装置

摘要

本发明公开了一种快照式全场白光干涉显微测量方法及其装置。它是在白光干涉显微测量法和快照式光谱成像探测术的基础上，利用复色平行光经过轴向色散型干涉光学系统后沿轴向依次色散并一一对应地聚焦于不同的轴向深度位置、以及光谱域上的白光干涉信号强度随波长变化且在轴向色散的某一单色光焦面位置附近达到极大值，建立了测量所需的“白光干涉信号—光谱—深度”三者之间的唯一性编码，仅需多帧或单帧快照式色散光谱编码白光干涉图像，即可实现对被测元件三维形貌分布的无机械式扫描、全场非接触、快速（动态甚至瞬态）高精度测量。

主权项

1.一种快照式全场白光干涉显微测量装置，其特征在于：它包括宽光谱光源（1）、准直扩束匀光镜头（2）、分束器（3）、轴向色散型干涉显微物镜（4）、载物台（6）、成像耦合镜头（7）、快照式光谱成像探测器（8）、数据传输控制线（9）、计算机（10）；被测元件（5）置于载物台（6）上，被测元件（5）与宽光谱光源（1）各自的位置在测量所用光谱范围的中心波长下满足物像共轭关系；准直扩束匀光镜头（2）、分束器（3）、轴向色散型干涉显微物镜（4）、成像耦合镜头（7）和快照式光谱成像探测器（8）之间呈共光路结构；宽光谱光源（1）位于准直扩束匀光镜头（2）的前焦面位置，宽光谱光源（1）发出的复色光经准直扩束匀光镜头（2）成为平行光均匀入射至分束器（3）表面；所述分束器（3）将平行、均匀的复色光反射进入轴向色散型干涉显微物镜（4），分别输出一路沿轴向色散并聚焦至不同深度位置的测量光和一路无轴向色散的复色参考光；轴向色散的测量光由被测元件（5）反射返回，与复色参考光经轴向色散型干涉显微物镜（4）混合形成干涉信号，再依次通过分束器（3）和成像耦合镜头（7）传输至快照式光谱成像探测器（8），快照式光谱成像探测器（8）将采集到的图像数据经数据传输控制线（9）传输至计算机（10）。