[發明專利]共焦測量系統及其測量方法

在審

• 申請號: 202211087384.6
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115655141A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 王建立;楊禹凱;王之一;王廷煜;糜小濤;楊永強;全勝;劉昌華;姚凱男
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/26
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王丹陽

1.一種共焦測量系統，其特征在于，包括激光光源、第一分束鏡、第二分束鏡、聚焦透鏡、位置測量單元和角度測量單元；其中，

所述位置測量單元為差動共焦測量組件；

所述角度測量單元包括第三分束鏡、第一柱面鏡、第一線陣探測器、第二柱面鏡和第二線陣探測器；

所述激光光源發出的光束經所述第一分束鏡分束透射至所述聚焦透鏡進行聚焦，聚焦后的光束入射至待測物表面，經所述待測物表面反射后穿過所述聚焦透鏡后，入射至所述第一分束鏡，經所述第一分束鏡反射至所述第二分束鏡進行分光，一部分光束被透射作為角度測量光束入射至所述角度測量單元進行角度測量，另一部分被反射作為位置測量光束入射至所述位置測量單元進行位置測量；

所述角度測量光束入射至所述第三分束鏡進行分光，透射光束作為第一角度測量光束依次入射至所述第一柱面鏡和所述第一線陣探測器，反射光束作為第二角度測量光束依次入射至所述第二柱面鏡和第二線陣探測器，采集所述第一線陣探測器和所述第二線陣探測器的數據，通過對所述數據進行分析，進而獲取所述待測物的傾斜角度信息；

所述差動共焦測量組件根據差動共焦測量法獲得待測物的位置信息；

結合所述位置信息和所述傾斜角度信息，同時獲取所述待測物的面型信息和傾角信息。

2.根據權利要求1所述的共焦測量系統，其特征在于，所述第一柱面鏡和所述第二柱面鏡均為平凸型柱面透鏡，且分別為凸面朝向所述第一線陣探測器和所述第二線陣探測器。

3.根據權利要求1所述的共焦測量系統，其特征在于，所述第一柱面鏡和所述第二柱面鏡相互垂直設置。

4.根據權利要求1所述的共焦測量系統，其特征在于，所述差動共焦測量組件包括傳動組件、第四分束鏡、焦前聚焦透鏡、焦前針孔、焦前光電探測器、焦后聚焦透鏡、焦后針孔、焦后光電探測器；其中，

所述傳動組件與所述聚焦透鏡固定連接，所述傳動組件控制所述聚焦透鏡沿所述激光光束方向往復移動來控制所述待測表面的成像位置，所述干涉測距儀用于測量所述聚焦透鏡移動的位移數值；所述焦前聚焦透鏡的物平面位于焦前，在其像平面設置所述焦前光電探測器；所述焦后聚焦透鏡的物平面位于焦后，在其像平面設置所述焦后光電探測器；

所述位置測量光束入射至所述第四分束鏡進行分光，一部分光束被反射作為焦前測量光束，所述焦前測量光束依次通過所述焦前聚焦透鏡、所述焦前針孔后入射至所述焦前光電探測器；另一部分光束被透射作為焦后測量光束，所述焦后測量光束依次通過所述焦后聚焦透鏡、所述焦后針孔后入射至所述焦后光電探測器。