[實用新型]實時測量表面形貌的正弦相位調制干涉裝置

無效

• 申請號: 200720067117.7
• 申請日: 2007-02-07
• 公開（公告）號: CN201003947Y
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 何國田;王向朝
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本實用新型涉及表面形貌的實時測量，特別是一種實時測量表面形貌的正弦相位調制干涉裝置。

背景技術

由于半導體激光器(以下簡稱為LD)波長的溫度穩定性得到較好的解決，半導體激光干涉儀正在被廣泛地研究開發。LD除體積小、用電省、價格低外，一個突出的優點是波長調制簡便。這使得能提高測量精度的光外差技術在半導體激光干涉儀中可以簡單地通過直接調制LD的注入電流來實現。通過調制注入電流，很容易實現干涉信號的相位調制，從而實現位移、距離、面形等參數較高精度的測量。比如日本新瀉大學的T.Suzuki等人提出了一種用于測量表面形貌的正弦相位調制半導體激光干涉儀(在先技術[1]Takamasa?Suzuki，Osami?Sasaki，JinsakuKaneda，Takeo?Maruyama，“Real?time?two-dimensional?surface?profilemeasurement?in?a?sinusoidal?phase?modulating?laser?diode?interferometer，”Opt.Eng.，1994，33(8)，2754-2759)。此干涉儀的調制電流為

I_m(t)＝αcos(ω_ct+θ)。????(1)

光電探測器CCD探測到的干涉信號可以表示為

S(x，y，t)＝S_dc+S₀?cos[-zcos(ω_ct+θ)+α(x，y)]，????(2)

S_dc是干涉信號的直流分量，它與驅動電流的直流I₀相關。S₀是干涉信號的交流分量振幅，它與電流調制信號I_m(t)相關。a是調制電流的振幅，ω_c是調制電流的角頻率，θ是調制電流的初相。z是正弦相位調制深度，α(x，y)是待測量相位。

在先技術[1]中，在調制信號的一個周期內，光電探測器CCD對干涉信號積分四次P_i(x，y)(i＝1～4)，其表達式如下

P i ( x , y ) = ∫ ( T / 4 ) ( i - 1 ) ( T / 4 ) i S ( x , y , t ) dt , - - - ( 3 ) ]]>

其中的x和y表示被測物體表面的位置坐標。正弦相位調制信號處理系統對每一個像素進行加減運算得：

P_c(x，y)＝-P₄+P₁-P₂+P₃＝A_ccosα(x，y)，????(4)