[實用新型]激光頻移反饋輪廓測量裝置

無效

• 申請號: 201120077575.5
• 申請日: 2011-03-23
• 公開（公告）號: CN201983769U
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 凌進中;馬軍山;周小勇;孫晶露
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本實用新型涉及一種光學測量裝置，特別涉及一種激光頻移反饋輪廓測量裝置。

背景技術

輪廓測量已廣泛應用于工業檢測、模具生產以及目標探測等領域，成為了工業生產和科學研究中不可或缺的一種手段。為此，各種類型的輪廓測量儀陸續誕生，從測量原理來看，可以分為接觸式和非接觸式輪廓測量。其中非接觸式輪廓測量又以光學輪廓測量為主。

激光共聚焦掃描顯微鏡是一種常見的輪廓測量儀，它以激光器為顯微鏡系統的場光源，并且在結構上采用雙針孔的共聚焦結構，使得物與像成共軛分布。只有焦點處的反射光才能通過針孔，為光電探測器所接收，焦點以外的反射光無法通過針孔，這樣就很好地抑制了焦點以外的反射光、散射光的影響。通過對測量樣品在平行于焦平面的測量平面內的二維掃描，就可以獲得層面上的輪廓信息，再完成沿光軸方向不同深度的掃描，就可以獲得測量物體的三維輪廓。本實用新型是在激光共聚焦掃描顯微鏡的基礎上進行改進，進一步提高顯微鏡對反射光的采集靈敏度，使此裝置實用范圍更大。

發明內容

本實用新型是針對激光共聚焦掃描顯微鏡測量重點在反射光的捕捉的問題，提出了一種激光頻移反饋輪廓測量裝置，在激光共聚焦掃描顯微鏡的基礎上進行改進，增加了激光頻移反饋系統，讓反饋回激光腔的反射光頻率有微小改變，改變量為激光器自身弛豫振蕩頻率，極大地增強了系統對反饋光的靈敏度。

本實用新型的技術方案為：一種激光頻移反饋輪廓測量裝置，包括激光器、3個準直透鏡、分光鏡、針孔、光電探測器、計算機，還包括鎖相放大器、聲光移頻器以及其射頻驅動，激光器出射的發散光束經過第一準直透鏡后，平行光經過分光鏡分成兩束互相垂直的光，其中一束光沿原方向通過聲光移頻器后經過第三準直透鏡匯聚到測量樣品的表面，另一束垂直光經過第二準直透鏡后匯聚于焦點位置的針孔，光電探測器接收焦點的光，將光強信號轉換成電流信號再送入鎖相放大器，射頻驅動為聲光移頻器提供射頻驅動，同時采集聲光移頻器的差頻信號送入鎖相放大器，鎖相放大器將測量信號送入計算機。

所述激光器采用弛豫振蕩頻率低的微片激光器。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型激光頻移反饋輪廓測量裝置，在共聚焦層析成像系統的基礎上增加了激光頻移反饋系統，利用激光器自身的動態特性，極大地增強了系統對反饋光的靈敏度，使得極弱反饋背景下目標輪廓測量成為可能，使此裝置實用范圍更大。

附圖說明

圖1為本實用新型激光頻移反饋輪廓測量裝置結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示激光頻移反饋輪廓測量裝置結構示意圖，微片激光器1出射的發散光束經過準直透鏡2A后變成近似平行光，再由分光鏡9將光束分為兩束，其中一束沿原先方向傳播，通過聲光移頻器8后，由于再由準直透鏡2C匯聚到測量樣品11的表面，若樣品處于焦點位置時，反射光能夠原路返回，回到激光腔內，若樣品處于非焦點位置時，由于共聚焦系統的特點，反射光將無法回到激光腔內；另一束經過準直透鏡2B后匯聚于焦點位置的針孔3，由光電探測器4接收，將光強信號轉換成電流信號再送入鎖相放大器6。聲光移頻器的射頻驅動5為聲光移頻器8提供射頻驅動，并將差頻信號作為參考信號輸入到鎖相放大器6內。鎖相放大器6測量到的信號送入計算機7，由計算機完成輪廓的恢復。將樣品置于三維掃描平臺10上，由此完成樣品的三維掃描。裝置采用弛豫振蕩頻率很低的微片激光器作為系統光源。