[發(fā)明專利]一種可獲得光譜信息的白光顯微干涉測量系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109781633A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設計）人: 劉兆軍;辛磊;楊忠明;劉振華
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;G01N21/45;G01N21/25;G01B11/24
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

1.一種可獲得光譜信息的白光顯微干涉測量系統(tǒng)，其特征在于，包括寬光譜光源、第一分束器、第一顯微物鏡、第二分束器、第二顯微物鏡、第一CCD探測器和光譜探測模塊；

所述寬光譜光源經(jīng)一準直透鏡準直成平行光后垂直入射到第一分束器上，分成透射光T1與反射光F1，反射光F1經(jīng)第一顯微物鏡聚焦在參考平面上，再經(jīng)參考平面反射后得到參考光，參考光沿光軸方向照射在第一分束器上，透射光T1經(jīng)過第二分束器分成透射光T2和反射光F2，透射光T2經(jīng)第二顯微物鏡聚焦于待測平面上，由待測平面反射得到測試光，測試光沿光軸方向照射在第一分束器上，在所述第一分束器上參考光與測試光干涉生成干涉光經(jīng)第一聚焦透鏡，被所述第一CCD探測器接收；

反射光F2入射到光譜探測模塊。

2.根據(jù)權利要求1所述的可獲得光譜信息的白光顯微干涉測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜探測模塊包括第三分束器、動鏡、定鏡、第二CCD探測器和PC終端；

所述反射光F2經(jīng)第三分束器，分成透射光T3與反射光F3，透射光T3經(jīng)過定鏡反射，反射光F3經(jīng)過動鏡反射，兩束光在第三分束器上干涉產(chǎn)生干涉光，經(jīng)第二聚焦透鏡被第二CCD探測器接收，再經(jīng)PC終端處理與記錄。

3.根據(jù)權利要求2所述的可獲得光譜信息的白光顯微干涉測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第二分束器的反射面與由待測平面反射回來的測試光的方向成順時針45°夾角；

所述第一分束器和第三分束器的反射面與各自入射光的方向均成逆時針45°夾角。

4.根據(jù)權利要求2所述的可獲得光譜信息的白光顯微干涉測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一分束器上鍍有鍍鎳鉻合金的金屬膜，使鍍膜后反射率與透射率之比為1:2；

所述第二分束器和第三分束器均鍍有鍍鎳鉻合金的金屬膜，使鍍膜后反射率與透射率之比為1:1。

5.根據(jù)權利要求3所述的可獲得光譜信息的白光顯微干涉測量系統(tǒng)，其特征在于，所述待測平面置于PZT移相器上，用于待測平面的微觀形貌的測量。

6.一種權利要求1所述的可獲得光譜信息的白光顯微干涉測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于，包括選擇寬光譜光源、分束器、顯微物鏡、CCD探測器和光譜探測模塊，組裝成測量系統(tǒng)；

光源發(fā)出的光經(jīng)分束器分成反射光與透射光，分別經(jīng)過參考光路與測試光路后，在分束器上干涉，干涉條紋被探測器接收，獲得待測平面的表面微觀形貌；

在測試光路中加入分束器，將包含待測平面光譜信息的反射光學信號引入光譜探測模塊，根據(jù)邁克爾遜干涉結構獲得干涉圖樣經(jīng)由PC終端傅里葉變換計算，獲得待測樣本的光譜信息。

7.根據(jù)權利要求6所述的測量方法，其特征在于，獲得待測平面的表面微觀形貌的具體步驟為：

寬光譜光源經(jīng)準直透鏡準直成平行光后垂直入射到第一分束器上，分成透射光T1與反射光F1，反射光F1經(jīng)第一顯微物鏡聚焦在參考平面上，再經(jīng)參考平面反射后得到參考光，參考光沿光軸方向照射在第一分束器上，透射光T1經(jīng)過第二分束器分成透射光T2和反射光F2，透射光F2經(jīng)第二顯微物鏡聚焦于待測平面上，由待測平面反射得到測試光，測試光沿光軸方向照射在第一分束器上，在所述第一分束器上參考光與測試光干涉生成干涉條紋經(jīng)第一聚焦透鏡，被所述第一CCD探測器接收。

8.根據(jù)權利要求7所述的測量方法，其特征在于，獲得樣品光譜信息的具體步驟為：

所述反射光F2經(jīng)第三分束器，分成透射光T3與反射光F3，透射光T3經(jīng)過定鏡反射，反射光F3經(jīng)過動鏡反射，兩束光在第三分束器上干涉產(chǎn)生干涉光，經(jīng)第二聚焦透鏡被第二CCD探測器接收，再經(jīng)PC終端處理與記錄，得到光譜圖。