[發(fā)明專利]用于優(yōu)化干涉儀的光學(xué)性能的方法及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911058419.1
• 申請(qǐng)日: 2017-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110836633B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L.L.德克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 齊戈股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B9/02055
• 分類號(hào): G01B9/02055
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 李芳華

一種用干涉儀測(cè)量測(cè)試對(duì)象的性質(zhì)的方法，包含：a)提供校準(zhǔn)信息，校準(zhǔn)信息將干涉儀的對(duì)焦設(shè)定相關(guān)到測(cè)試對(duì)象相對(duì)于干涉儀的參考表面的位置；b)確定測(cè)試對(duì)象相對(duì)于參考表面的位置；以及c)使用干涉儀來(lái)收集測(cè)試對(duì)象的干涉儀圖像，以用于測(cè)量測(cè)試對(duì)象的性質(zhì)。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2017年11月08日、申請(qǐng)?zhí)枮?01780071464.3、發(fā)明名稱為“用于優(yōu)化干涉儀的光學(xué)性能的方法及設(shè)備”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)依據(jù)35USC§119要求2016年11月18日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.62/423,856的優(yōu)先權(quán)。該臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用整體并入本文。

背景技術(shù)

由于用于光學(xué)波前和表面形貌測(cè)量的干涉法的易用性、性能以及多功能性，其成為且已經(jīng)成為用于高精確度測(cè)量的流行技術(shù)。移相干涉法(“PSI”)是一種干涉法技術(shù)。PSI涉及在對(duì)焦在測(cè)試表面上的相機(jī)上觀察腔體干涉的同時(shí)，使用例如壓電換能器(PZT)精確地移動(dòng)腔體的表面中的一個(gè)(典型地為參考表面)。分析干涉圖案上的改變?cè)试S人們來(lái)計(jì)算關(guān)于測(cè)試表面和參考表面之間的差異的復(fù)數(shù)光學(xué)場(chǎng)。如果參考表面形態(tài)是已知的，則可以從測(cè)量的場(chǎng)將測(cè)試表面形態(tài)提取至高精確度。典型地手動(dòng)地執(zhí)行對(duì)焦，其中操作者調(diào)整對(duì)焦，直到表面特征或邊緣是視覺(jué)上最清晰的(sharpest)。然而，如果沒(méi)有表面特征，則準(zhǔn)確的視覺(jué)對(duì)焦變得困難，因此用戶通常訴諸其他方法，諸如將帶有清晰邊緣的柔軟非反射表面(類似紙)放置為與測(cè)試表面接觸，以充當(dāng)用來(lái)對(duì)焦的代用特征。

早期儀器使用相對(duì)低密度的成像器(即，VGA密度，320×240或640×480像素)，這是因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)較高密度的成像器是不可得或過(guò)于昂貴的。用這些成像器獲得的可測(cè)量的空間頻率適當(dāng)(modest)，因此視覺(jué)對(duì)焦是足夠的。現(xiàn)代儀器慣常使用高密度成像格式，考慮1Mpix至4Mpix相機(jī)例程和更大的格式(25Mpix)。

發(fā)明內(nèi)容

已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，典型的現(xiàn)代干涉法儀器的高密度成像格式可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)超用戶視覺(jué)辨識(shí)能力的空間分辨率，并且因此，仍采用視覺(jué)對(duì)焦的事實(shí)意味著這些儀器很少在最佳對(duì)焦下操作，這可能危害光學(xué)性能。

所需要的是交互的或自動(dòng)化的方式來(lái)對(duì)焦儀器或補(bǔ)償失焦條件，其優(yōu)于干涉圖案的現(xiàn)場(chǎng)圖像的視覺(jué)解釋。為解決此需求，本文中的實(shí)施例提供方法和設(shè)備來(lái)測(cè)量和校正儀器對(duì)焦，從而最優(yōu)化干涉法地生成的表面形貌或波前圖的質(zhì)量。

總體上，在一個(gè)方面中，公開(kāi)了一種用干涉儀測(cè)量測(cè)試對(duì)象的性質(zhì)的方法。該方法包含：a)提供校準(zhǔn)信息，校準(zhǔn)信息將干涉儀的對(duì)焦設(shè)定相關(guān)到測(cè)試對(duì)象相對(duì)于干涉儀的參考表面的位置；b)確定測(cè)試對(duì)象相對(duì)于參考表面的位置；以及c)使用干涉儀來(lái)收集測(cè)試對(duì)象的干涉儀圖像，以用于測(cè)量測(cè)試對(duì)象的性質(zhì)。例如，對(duì)焦設(shè)定可以是由干涉儀產(chǎn)生的對(duì)象的圖像的最佳對(duì)焦的位置。方法還包含以下中的至少之一：i)在收集干涉儀圖像中的至少一些干涉儀圖像之前，基于校準(zhǔn)信息和所確定的測(cè)試對(duì)象相對(duì)于參考表面的位置，在硬件上調(diào)整干涉儀的對(duì)焦，以改善干涉儀圖像的對(duì)焦度；和ii)基于校準(zhǔn)信息和所確定的測(cè)試對(duì)象相對(duì)于參考表面的位置，使用一個(gè)或多個(gè)電子處理器來(lái)數(shù)學(xué)地傳播從干涉儀圖像推導(dǎo)的至少一個(gè)波前，以改善從干涉儀圖像推導(dǎo)的波前的對(duì)焦度。

方法的實(shí)施例可以包含任意以下特征。

干涉儀可以包含用于支承測(cè)試對(duì)象的有刻度線的臺(tái)，并且其中確定測(cè)試對(duì)象相對(duì)于參考表面的位置包括手動(dòng)地或自動(dòng)地讀取有刻度線的臺(tái)。替代地，或附加地，干涉儀包含具有可變波長(zhǎng)的光源，其中干涉儀圖像是在調(diào)整光源的波長(zhǎng)的同時(shí)收集的，并且其中測(cè)試對(duì)象相對(duì)于參考的位置是基于在調(diào)整光源的波長(zhǎng)的同時(shí)所收集的干涉儀圖像而確定的。