[發(fā)明專利]一種用于表面三維形貌測(cè)量的白光干涉系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910698949.6
• 申請(qǐng)日: 2019-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN110307805B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李豪偉;李慧鵬;宋凝芳;張春熹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于表面三維形貌測(cè)量的白光干涉系統(tǒng)，其特征在于，包括：照明模塊、條紋調(diào)整和掃描模塊、成像模塊、處理模塊、樣品夾持模塊、對(duì)焦模塊以及系統(tǒng)固定模塊；其中，

所述照明模塊，用于對(duì)低相干光進(jìn)行準(zhǔn)直整形；

所述條紋調(diào)整和掃描模塊，用于調(diào)整參考鏡的偏轉(zhuǎn)姿態(tài)，以調(diào)整干涉條紋的幅度和偏轉(zhuǎn)角度，待所述干涉條紋滿足掃描要求時(shí)進(jìn)行掃描；

所述成像模塊，用于將準(zhǔn)直整形后的光分為兩束光，一束為照射在被測(cè)樣品的物光，另一束為照射在所述參考鏡的參考光，并將由所述物光的反射光和所述參考光的反射光合束后產(chǎn)生的干涉光放大成像，再將圖像傳輸給所述處理模塊；

所述處理模塊，用于將接收的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并進(jìn)行解算，重現(xiàn)所述被測(cè)樣品的表面三維形貌；

所述樣品夾持模塊，用于固定所述被測(cè)樣品，使所述被測(cè)樣品的表面與所述物光垂直；

所述對(duì)焦模塊，與所述樣品夾持模塊固定連接，用于調(diào)整所述被測(cè)樣品的位置，使所述成像模塊成像清晰；

所述系統(tǒng)固定模塊，用于固定所述照明模塊、所述條紋調(diào)整和掃描模塊以及所述成像模塊；

所述照明模塊，包括：光源、照明光路以及將所述光源和所述照明光路固定在內(nèi)的第一鏡筒；其中，所述照明光路為柯勒照明，包括六組六片鏡片，用于對(duì)所述光源發(fā)出的光進(jìn)行準(zhǔn)直整形；

所述條紋調(diào)整和掃描模塊，包括：所述參考鏡，參考鏡底座，移相器，移相器底座，位于所述移相器底座下方的XY方向偏轉(zhuǎn)底座，XY方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)，位于所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座下方的XZ方向偏轉(zhuǎn)底座，XZ方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)，以及位于所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座下方的安裝座；其中，

所述移相器包括U型固定部和插入所述U型固定部?jī)?nèi)的條形移動(dòng)部；所述U型固定部固定于所述移相器底座上，所述參考鏡通過所述參考鏡底座固定在所述條形移動(dòng)部上，所述條形移動(dòng)部帶動(dòng)所述參考鏡作單方向移動(dòng)掃描；

所述XY方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)與所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座固定連接，所述XY方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)的推力端穿過所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座中的第一貫穿孔與所述移相器底座沿X軸方向的一端保持接觸狀態(tài)，所述移相器底座沿X軸方向的另一端通過第一轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)與所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述XY方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)穿過所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座的部分與所述第一貫穿孔間隙配合，所述第一貫穿孔的中心軸沿Y軸方向；所述第一轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)的中心軸沿Z軸方向，所述第一轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)由第一固定軸與第一軸承過盈配合組成，所述第一固定軸與所述移相器底座中的第二貫穿孔過渡配合，所述第一軸承與所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座中的第三貫穿孔過渡配合；其中，X軸方向?yàn)樗鰲l形移動(dòng)部帶動(dòng)所述參考鏡作單方向移動(dòng)掃描的方向，Y軸方向?yàn)樗矫鎯?nèi)與X軸垂直的方向，Z軸方向?yàn)榕c水平面垂直的方向；

所述XZ方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)與所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座固定連接，所述XZ方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)的推力端穿過所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座中的第四貫穿孔與所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座沿X軸方向的一端保持接觸狀態(tài)，所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座沿X軸方向的另一端通過第二轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)與所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述XZ方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)穿過所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座的部分與所述第四貫穿孔間隙配合，所述第四貫穿孔的中心軸沿Z軸方向；所述第二轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)的中心軸沿Y軸方向，所述第二轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)由第二固定軸與第二軸承過盈配合組成，所述第二固定軸與所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座中的第五貫穿孔過渡配合，所述第二軸承與所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座中的第六貫穿孔過渡配合；

所述XZ方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)與所述XY方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)位于所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座與所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座沿X軸方向的同一端，所述第一轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)與所述第二轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)位于所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座與所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座沿X軸方向的同一端；所述移相器底座與所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座在設(shè)置所述XY方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)的一端通過第一拉伸彈簧連接，所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座連接所述第一拉伸彈簧的連接點(diǎn)比所述移相器底座連接所述第一拉伸彈簧的連接點(diǎn)靠近所述XY方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)；所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座與XZ方向偏轉(zhuǎn)底座在設(shè)置所述XY方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)的一端通過第二拉伸彈簧連接，所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座連接所述第二拉伸彈簧的連接點(diǎn)比所述XY方向偏轉(zhuǎn)底座連接所述第二拉伸彈簧的連接點(diǎn)靠近所述XY方向偏轉(zhuǎn)電機(jī)；

所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座設(shè)有中心軸沿Z軸方向的第七貫穿孔，所述安裝座設(shè)有中心軸沿Z軸方向的螺紋孔，所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座與所述安裝座通過固定螺釘、所述XZ方向偏轉(zhuǎn)底座中第七貫穿孔和所述安裝座中螺紋孔的配合固定連接；所述安裝座設(shè)有中心軸沿X軸方向的第八貫穿孔，所述安裝座通過固定螺釘與所述第八貫穿孔的配合將所述條紋調(diào)整和掃描模塊安裝在所述系統(tǒng)固定模塊上。