[發明專利]基于邁克爾遜干涉原理的非接觸式樣品厚度測量方法及測量裝置

有效

• 申請號: 201710011842.0
• 申請日: 2017-01-07
• 公開（公告）號: CN106871797B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 譚東杰;關國業;林方
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

1.一種基于邁克爾遜干涉原理的非接觸式樣品厚度測量方法，其特征在于利用主要由M1反射鏡、M2反射鏡、激光源、接收器件、分光板和補償板構成的光路組件對樣品厚度進行測量，所述激光源、分光板、補償板和M2反射鏡沿同一方向依次排列，所述分光板與補償板相互平行且均與M1反射鏡鏡面成45°夾角；用于放置樣品的載物臺位于M1反射鏡和分光板之間；樣品厚度采用包括以下步驟的方法進行測量：

S1，將待測樣品放置到載物臺上；

S2，打開激光源，調整載物臺或者光路組件至接收器件接收到干涉條紋，記錄樣品平面與M1反射鏡鏡面相對旋轉角度α1；

S3，繼續調整載物臺或者光路組件至接收器件接收到的干涉條紋移動L條，記錄樣品平面與M1反射鏡鏡面相對旋轉夾角α2；

S4，將步驟S2和步驟S3所記錄的樣品平面與M1反射鏡之間的夾角α1、α2以及干涉條紋移 動數L帶入以下公式計算得到待測樣品的厚度：其中，x為待測樣品的厚度，λ為激光源的波長。

2.根據權利要求1所述基于邁克爾遜干涉原理的非接觸式樣品厚度測量方法，其特征在于重復步驟S1至S4若干次，得到待測樣品厚度的多組數值，對所得待測樣品厚度的多組數值計算平均值，以平均值為待測樣品的厚度。

3.一種基于邁克爾遜干涉原理的非接觸式樣品厚度測量裝置，其特征在于包括放置待測樣品的固定載物臺(3’)以及封裝在一殼體(13)內的光路組件；所述光路組件主要由安裝在殼體(13)內基座上的M1反射鏡(1)、M2反射鏡(2)、激光源(5)、接收器件(6)、分光板(7)、補償板(8)和微機電陀螺儀(10)構成；所述接收器件(6)為CCD元件；所述微機電陀螺儀(10)和接收器件(6)分別與單片機(11)電連接；所述激光源(5)、分光板(7)、補償板(8)和M2反射鏡(2)沿同一方向依次排列，所述分光板(7)與補償板(8)相互平行且均與M1反射鏡鏡面成45°夾角；所述基座與微機電陀螺儀(10)安裝在中心軸(9)上，實現基座旋轉與角度測量聯動；分光板(7)將激光源(5)發射的激光分為兩束，其中一束激光經樣品(4)入射到M1反射鏡(1)，另一束激光經補償板(8)入射到M2反射鏡(2)；由M1反射鏡(1)反射回的反射光經樣品(4)、分光板(7)由接收器件(6)接收，由M2反射鏡(2)反射回的反射光經補償板(8)再由分光板(7)反射至接收器件(6)；調整殼體(13)內的基座的旋轉角度，使接收器件(6)接收到干涉條紋；所述殼體(13)上設計有大于樣品厚度的開口，固定載物臺(3’)能使放置在其上的樣品沿開口進入殼體(13)內位于M1反射鏡(1)和分光板(7)之間。

4.根據權利要求3所述基于邁克爾遜干涉原理的非接觸式樣品厚度測量裝置，其特征在于；所述CCD元件為平面點陣電荷耦合元件或者線性電荷耦合元件。

5.根據權利要求4權利要求所述基于邁克爾遜干涉原理的非接觸式樣品厚度測量裝置，其特征在于所述基座通過中心軸(9)安裝在殼體(13)內，中心軸位于殼體外的一端安裝有旋轉手柄。

6.根據權利要求3所述基于邁克爾遜干涉原理的非接觸式樣品厚度測量裝置，其特征在于所述單片機(11)安裝在殼體(13)內基座上；所述單片機(11)與位于殼體(13)外的顯示器件(12)電連接。

7.根據權利要求6所述基于邁克爾遜干涉原理的非接觸式樣品厚度測量裝置，其特征在于所述單片機(11)與顯示器件(12)電連接，且兩者位于殼體(13)的外部。