[實用新型]Mirau型物鏡及使用該物鏡的干涉顯微鏡和測量系統

有效

• 申請號: 201220363110.0
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN202794687U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 陶純堪
• 申請（專利權）人: 陶純堪
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00;G01B9/04;G01B11/24;G01B11/30
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

技術領域

本實用新型屬于光學技術領域，具體是一種Mirau型物鏡、以及使用該物鏡的干涉顯微鏡和使用該干涉顯微鏡的測量系統。

背景技術

隨著光學工業，半導體材料工業以及機械加工工業的發展，對加工的表面形貌以及光潔度要求越來越高，迫切要求用光學干涉顯微鏡進行精密測量和檢查。光學干涉顯微鏡的特點是對被檢驗表面與基準表面進行光波的干涉，形成干涉條紋來精密測量和檢驗其誤差。它的鮮明特點是精密。

Mirau（米洛）干涉顯微鏡的基本用途主要有：測光學加工表面的半徑等形貌指標，尤其是微小光學另件；測光學薄膜厚度；測光學臺階厚度；測光學加工表面的光潔度；測半導體材料的表面的光潔度；測精密機械加工表面的光潔度。

然而我國長期以來是用上海光學儀器廠生產的6JA型干涉顯微鏡（俄羅斯的同類儀器也屬此類）測表面光潔度。它們是基于林立克原理，基準光路和測試光路分別在兩條互相垂直的光軸上。其中任何一條光路的誤差都引起光路失調，干涉條紋不穩，系統經常不能正常工作。甚至一些單位的6JA型干涉顯微鏡絕大多數不能工作，維修之后不幾天又壞。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型提出一種新的系列放大倍率Mirau干涉顯微鏡。

本實用新型立足于Mirau（米洛）干涉顯微鏡光路，即基準光路和測試光路的光軸合一，從原理上保證不失調。本實用新型專利的技術方案如下：

一種Mirau型物鏡，包括顯微鏡頭、第一干涉板和第二干涉板；第一干涉板和第二干涉板平行放置在顯微鏡頭的下方，且與顯微鏡頭的光軸垂直；第一干涉板在顯微鏡頭和第二干涉板之間；第一干涉板上表面中心設有反射圓斑；第二干涉板的上表面鍍有分光膜，分光膜的反射率是10%～30%。

第一干涉板和第二干涉板之間的相對位置固定；它們沿光軸方向以及與光軸垂直方向的位置可調。所述反射圓斑的反射率為100%。兩干涉板的上下兩表面平行，兩干涉板光程長度相等，并作光程配對（現有技術中，加工時的工序，在此不進一步進行限制）。

一種使用所述Mirau型物鏡的Mirau干涉顯微鏡，包括光源、聚光鏡、視場光闌、單色濾光片、第一分光鏡、第二分光鏡、工作臺和所述Mirau型物鏡；所述光源、聚光鏡、視場光闌、單色濾光片和第一分光鏡位于第一光軸上，且自后向前依次排列；所述第二分光鏡、第一分光鏡和所述Mirau型物鏡位于第二光軸上，且自上向下依次排列；所述第二分光鏡位于第三光軸上；第一光軸和第二光軸相互垂直；第三光軸和第一光軸夾角30°，便于人眼觀察；所述第一分光鏡與第一光軸和第二光軸都成45°；在第三光軸上設有目鏡；用于裝載被測物的工作臺位于Mirau型物鏡的下方。

所述Mirau型物鏡包括多個，各個Mirau型物鏡倍率不同。本Mirau干涉顯微鏡的工作模式有白光干涉和單色光干涉.；白光干涉時，單色濾光片移出光路；單色光干涉時，單色濾光片移進光路。所述工作臺連接在位置平移驅動裝置上；所述位置平移驅動裝置是精密步進電機，步進電機的轉子連接微調轉輪，微調轉輪與所述工作臺連接。

一種使用所述的Mirau干涉顯微鏡的測量系統，包括Mirau干涉顯微鏡、計算機和攝像機；所述Mirau干涉顯微鏡的工作臺連接在位置平移驅動裝置上；所述位置平移驅動裝置的控制信號輸入端連接計算機的控制信號輸出端；攝像機固定在所述Mirau干涉顯微鏡的攝像孔處，攝像機的光軸與Mirau干涉顯微鏡的第二光軸重合；攝像機的探測面與被測物面干涉場定位面共軛；攝像機的視頻信號數據輸出端連接所述計算機的數據輸入端。

所述位置平移驅動裝置是精密步進電機；步進電機的轉子通過微調轉輪連接所述工作臺，步進電機的控制信號輸入端連接所述計算機的控制信號輸出端

本實用新型的特點在于：是一臺光路不失調能長期穩定工作的干涉顯微鏡，并且實現數字化自動控制的Mirau（米洛）干涉顯微鏡，而且實現了10^×、20^×以至50^×等一系列放大倍率的Mirau型物鏡加工和裝配工藝技術。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構示意圖；

圖2是圖1中Mirau型物鏡示意圖；

圖中，計算機1、顯微鏡2、攝像機3、人眼4、光源La、單色濾光片Fi、聚光鏡L、視場光闌PP、被測物S、工作臺P、第一分光鏡R1、第一干涉板R2、第二干涉板R3、第二分光鏡R4、圓斑R21、物鏡的顯微鏡頭OB、攝像機的靶面D、步進電機CS、目鏡EL。