[發明專利]振動測量的方法以及干涉儀

有效

• 申請號: 201380063341.7
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104823029B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: E·維克哈根
• 申請（專利權）人: 奧普通諾爾股份公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01B9/02;G01H1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 申發振

方法和系統用于使用三個照射光束(11A至11C)測量物體(12)在兩個或三個方向上的振動，以測量兩個方向上的平面內振動，其中，三個照射光束(11A至11C)中的一個公共用于兩個平面內測量，其中，三個照射光束(11A至11C)被配置成在物體(12)一側提供空閑空間，以更容易接近所述物體。方法和系統被進一步布置用于使用兩個照射光束(30A至30B)測量物體(12)在第三方向上的振動，第三方向是平面外方向，其中，一個照射光束(30A)正在通過成像物鏡(16)照射物體(12)并且使用照射光束(30B)被作為參考光束。

技術領域

本發明涉及振動測量的方法。

本發明還涉及干涉儀。

尤其是，本發明涉及測量兩個或三個方向上的振動的方法，并且描述了用于本申請的干涉儀。

背景技術

目前，有多種用于測量幾何大小(諸如距離)、表面形式、維度、運動和振動的光學干涉測量技術和儀器。

挪威專利314323及其專利族是描述使用干涉儀并且使用所謂的時間平均記錄來測量小結構中的振動的硬件和算法的一個示例。這是具有針對測量的單個敏感方向的二維解決方案。

三維振動記錄和用于三維測量的系統在現有技術中是已知的。

三維測量的主要問題是測量和找尋不同方向之間的振動相位關系。如果物體以具有恒定頻率和振幅的穩態振動進行振動，則可以一次測量一個方向(例如，首先X方向，然后Y方向，最后Z方向) 上的振動。但是，找尋不同方向和不同測量值之間的相位關系會是困難的。

解決這個問題的一種方式是在同一時間在不同方向上同時執行測量，并且獲得不同測量值之間的時間關系(temporal relation)。

如果從特定方向對被研究物體進行成像，則大部分干涉測量系統測量這個觀察方向上的振動，例如，如申請人的挪威專利314323中描述的。用激光束或者用另一個(部分)相干光源進行的物體照射將隨后與觀察方向對齊(in-line)。對于敏感度方向與觀察方向垂直或至少帶有與觀察方向垂直的分量的平面內測量，當使用干涉測量方法時，照射一般源于不同于觀察方向的其它方向。具有與觀察方向垂直的敏感度方向的平面內測量的典型設置由來自各側的兩個照射光束組成，如圖1中所示。在這種情況下，在干涉儀中不需要內部參考光束，因為干涉和干涉測量敏感度是通過兩個照射光束之間的干涉來實現的。

利用圖1中的設置，可在一個平面內方向上進行測量。正常過程將是隨后用兩個其它光源從其它方向照射物體，以實現其它平面內方向上的敏感度。兩個第一光源也可移動到新位置以進行這樣的第二次記錄。在兩個方向上執行平面內測量的這種方式的缺點是，需要被研究物體周圍有用于不同方向上的照射源的空間。

現有技術的解決方案還有如下缺點：在被研究物體一側的可用空閑空間少并且用戶難以接近(access)物體。

如果使用四個照射光源(一次使用兩個，或者可供選擇地，同時使用所有這四個)用于在兩個方向上的平面內測量，則找尋兩個平面內方向上的測量之間的相位關系也會是復雜的。

還有一些基于頻閃照射或頻閃成像原理的平面內測量的系統。這些系統在高頻率測量方面具有問題，并且還具有有限的振幅分辨率的問題。

因此，需要可用于小顯微物體的振動的二維記錄和全三維記錄兩者的方法和干涉儀。

因此，需要能夠執行平面內測量和平面外測量兩者的方法和干涉儀。

發明內容

本發明的主要目的是提供解決了現有技術的上述問題的方法和干涉儀。

本發明的一個目的是提供方法和干涉儀，該方法和干涉儀被布置用于提供測量物體中兩個或三個方向上的振動。