[发明专利]显微散射偏振成像表面缺陷测量装置和测量方法

摘要

一种显微散射偏振成像表面缺陷测量装置和测量方法，该装置主要包括激光器、第一会聚透镜、旋转扩散器、第二会聚透镜、光阑、第三会聚透镜、针孔、第四会聚透镜、偏振片、半波片、偏振分束器、X‑Y位移平台、样品、显微镜头、四分之一波片、微偏振片阵列、相机和计算机。本发明采用微偏振片阵列实现表面缺陷实时显微散射偏振成像，通过计算偏振度图像，提升了超光滑元件表面缺陷探测的灵敏度，实现高反膜元件表面缺陷有效检测，能够满足米级大口径超光滑元件表面缺陷快速检测需求。

主权项

1.一种显微散射偏振成像表面缺陷测量装置，其特征在于，包括激光器(1)、第一会聚透镜(2)、旋转扩散器(3)、第二会聚透镜(4)、光阑(5)、第三会聚透镜(6)、针孔(7)、第四会聚透镜(8)、偏振片(9)、半波片(10)、偏振分束器(11)、X‑Y位移平台(12)、样品(13)、显微镜头(14)、四分之一波片(15)、微偏振片阵列(16)、相机(17)和计算机(18)；所述的激光器(1)、第一会聚透镜(2)、旋转扩散器(3)、第二会聚透镜(4)、光阑(5)、第三会聚透镜(6)、针孔(7)、第四会聚透镜(8)、偏振片(9)、半波片(10)、偏振分束器(11)依次共光轴排列，该光轴与所述的样品(13)的待测表面的法线成一定角度；所述的第一会聚透镜(2)与第二会聚透镜(4)共焦，所述的旋转扩散器(3)位于共焦位置；所述的第三会聚透镜(6)与第四会聚透镜(8)共焦，所述的针孔(7)位于共焦位置；所述的显微镜头(14)、四分之一波片(15)、微偏振片阵列(16)和相机(17)依次共光轴排列，该光轴位于入射面内，与所述的样品(13)待测表面的法线平行；所述的四分之一波片(15)的快轴与沿所述的显微镜头(14)的光轴传播的s偏振(或p偏振)光的偏振面的夹角为45°；所述的微偏振片阵列(16)由多个2×2单元的微纳结构周期性构成，每一个2×2单元包含四个透射光偏振方向，分别为0°、45°、90°和135°，所述的微偏振片阵列(16)的尺寸与所述的相机(17)感光芯片的尺寸一致，两者紧密贴合，每一个像素位置重合；所述的微偏振片阵列(16)的像元尺寸与所述的相机(17)的像元尺寸一致；所述的样品(13)固定在所述的X‑Y位移平台(12)上，所述的样品(13)的待测表面位于所述的显微镜头(14)的成像物面上；所述的计算机(18)的输出端与所述的旋转扩散器(3)、相机(17)和X‑Y位移平台(12)的控制端相连，所述的相机(17)的输出端与所述的计算机(18)的输入端相连。