專利名稱：實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面形貌的實(shí)時(shí)測量，特別是一種實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀。
背景技術(shù)：
由于半導(dǎo)體激光器(以下簡稱為LD)波長的溫度穩(wěn)定性得到較好的解決，半導(dǎo)體激光干涉儀正在被廣泛地研究開發(fā)。LD除體積小、用電省、價(jià)格低外，一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是波長調(diào)制簡便。這使得能提高測量精度的光外差技術(shù)在半導(dǎo)體激光干涉儀中可以簡單地通過直接調(diào)制LD的注入電流來實(shí)現(xiàn)。通過調(diào)制注入電流，很容易實(shí)現(xiàn)干涉信號(hào)的相位調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)位移、距離、面形等參數(shù)較高精度的測量。比如日本新瀉大學(xué)的T.Suzuki等人提出了一種用于測量表面形貌的正弦相位調(diào)制半導(dǎo)體激光干涉儀(在先技術(shù)[1]Takamasa Suzuki，Osami Sasaki，JinsakuKaneda，Takeo Maruyama，“Real time two-dimensional surface profilemeasurement in a sinusoidal phase modulating laser diode interferometer，”O(jiān)pt.Eng.，1994，33(8)，2754-2759)。此干涉儀的調(diào)制電流為Im(t)＝acos(ωct+θ)。 (1)光電探測器CCD探測到的干涉信號(hào)可以表示為S(x，y，t)＝Sdc+S0cos[-zcos(ωct+θ)+α(x，y)]， (2)Sdc是干涉信號(hào)的直流分量，它與驅(qū)動(dòng)電流的直流I0相關(guān)。S0是干涉信號(hào)的交流分量振幅，它與電流調(diào)制信號(hào)Im(t)相關(guān)。a是調(diào)制電流的振幅，ωc是調(diào)制電流的角頻率，θ是調(diào)制電流的初相。z是正弦相位調(diào)制深度，α(x，y)是待測量相位。
在先技術(shù)[1]中，在調(diào)制信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)，光電探測器CCD對干涉信號(hào)積分四次Pi(x，y)(i＝1～4)，其表達(dá)式如下Pi(x,y)=∫(T/4)(i-1)(T/4)iS(x,y,t)dt,---(3)]]>其中的x和y表示被測物體表面的位置坐標(biāo)。正弦相位調(diào)制信號(hào)處理系統(tǒng)對每一個(gè)像素進(jìn)行加減運(yùn)算得Pc(x，y)＝-P4+P1-P2+P3＝Accosα(x，y)，(4)Ps(x，y)＝-P4+P1+P2-P3＝Assinα(x，y)，(5)其中系數(shù)Ac=(8/π)Σn=1∞[J2n(z)/2n][1-(-1)n]sin(2nθ),]]>As=(8/π)Σn=1∞[J2n-1(z)/2(n-1)](-1)nsin[(2n-1)θ].]]>Jn(z)是n階Bessel函數(shù)。
被測物體的表面形貌為r(x,y)=λ4πα(x,y)=λ4πarctan(Ps/Pc).---(6)]]>式中r(x，y)是待測量的表面形貌值，λ是激光的波長。
在先技術(shù)[1]的測量精度為14nm，測量范圍小于λ/4，使用時(shí)要校正，操作較困難，原因有三一是半導(dǎo)體激光器的光強(qiáng)被調(diào)制，使得Sdc和S0隨時(shí)間變化，這將影響(6)式中的相位值，造成測量誤差；二是半導(dǎo)體激光器的波長漂移要影響表面形貌的測量值r(x，y)；三是該方法是在特定條件下得到物體的表面形貌，目前無法精確測量z＝2.45、θ＝56°，它也引入測量誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述在先技術(shù)[1]中所存在的缺點(diǎn)，提供一種實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀。解決直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器波長引起的光強(qiáng)度波動(dòng)與測量范圍小和精度低的問題，儀器要求達(dá)到操作方便，擴(kuò)大測量范圍，提高測量精度。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀，包括一半導(dǎo)體激光器，沿該半導(dǎo)體激光器的出射光束前進(jìn)方向同光軸地依次設(shè)置第一透鏡組、分束器，在該分束器的透射光束的前進(jìn)方向上設(shè)置被測物體，在分束器的反射光束的前進(jìn)方向上放置有參考平板；被參考平板反射的光束前進(jìn)方向上依次放置有第二透鏡和探測元件，其特點(diǎn)是所述的探測元件的輸出端與信號(hào)處理單元的第一輸入端相連接，信號(hào)處理單元的輸出端與計(jì)算機(jī)相連接，直流電源和信號(hào)源通過驅(qū)動(dòng)器與半導(dǎo)體激光器相連接，該信號(hào)源的第二輸出端與所述的信號(hào)處理單元的第二輸入端相連接，該信號(hào)源向半導(dǎo)體激光器和所述的信號(hào)處理單元同時(shí)注入一個(gè)正弦電流信號(hào)。
所述的分束器是指能夠?qū)⑷肷涔獍唇咏?∶1的光強(qiáng)比分成兩束光的分光元件的分光棱鏡、或一面鍍有析光膜的平行平板。
所述的參考平板是一對著分束器一側(cè)的表面上鍍有增透膜的平行平板。所述的探測元件是一維或二維光電探測器。
所述的信號(hào)處理單元包括實(shí)時(shí)相位探測電路、實(shí)時(shí)鑒相電路與同步電路。
所述的實(shí)時(shí)相位探測電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括第一放大器、第二放大器、計(jì)算電路、第一低通濾波器和第二低通濾波器。
所述的實(shí)時(shí)鑒相電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括第三放大器，第四放大器，除法電路，解相電路，相位補(bǔ)償電路，所述的相位補(bǔ)償電路由單片機(jī)構(gòu)成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1)、通過實(shí)時(shí)相位探測電路與實(shí)時(shí)鑒相電路來得到被測物體的表面形貌，能夠使整個(gè)系統(tǒng)高精度實(shí)時(shí)完成信號(hào)的采集、處理和顯示。
2)、采用半導(dǎo)體激光器，使整個(gè)系統(tǒng)具有體積小，調(diào)制簡單，調(diào)制精度高等優(yōu)點(diǎn)。
3)、同在先技術(shù)[1]相比，本發(fā)明的測量精度較高。在先技術(shù)[1]中，直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器的波長時(shí)，半導(dǎo)體激光器的輸出光強(qiáng)會(huì)隨時(shí)間變化，影響了干涉信號(hào)的強(qiáng)度，導(dǎo)致系數(shù)Ac與As不能一直相等，致使測量的相位有誤差。因此光強(qiáng)變化會(huì)引入測量誤差。本發(fā)明含有實(shí)時(shí)鑒相電路，利用該電路消除了光強(qiáng)變化的影響，避免了該項(xiàng)誤差，提高了干涉儀的測量精度。
4)、本發(fā)明通過使用相位補(bǔ)償方法將測量范圍擴(kuò)大到一個(gè)波長以上。
5)、在先技術(shù)[1]使用查表法得到被測量物體相位，再計(jì)算出被測量物體的表面形貌，測量速度慢。本發(fā)明采用實(shí)時(shí)鑒相電路，可以通過電路直接得到被測量物體的表面形貌，測量速度快。
6)、本發(fā)明不需要校正z和θ，用戶操作簡便。


圖1為本發(fā)明實(shí)時(shí)測量表面形貌的激光干涉儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的信號(hào)處理流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
先請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)時(shí)測量表面形貌的激光干涉儀的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，本發(fā)明實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀，包括一半導(dǎo)體激光器1，沿該半導(dǎo)體激光器1的出射光束前進(jìn)方向同光軸地依次設(shè)置第一透鏡組2、分束器3，在該分束器3的透射光束t1的前進(jìn)方向上設(shè)置被測物體5，在分束器3的反射光束f1的前進(jìn)方向上放置有參考平板4；光束f1被參考平板4反射后的前進(jìn)方向上依次放置有第二透鏡6和探測元件7，所述的探測元件7的輸出端與信號(hào)處理單元11的第一輸入端8a相連接，信號(hào)處理單元11的輸出端與計(jì)算機(jī)12相連接，與半導(dǎo)體激光器1連接的驅(qū)動(dòng)器13分別與直流電源14和信號(hào)源15連接，該信號(hào)源15的第二輸出端與所述的信號(hào)處理單元11的第二輸入端8b相連接，該信號(hào)源15向半導(dǎo)體激光器1和所述的信號(hào)處理單元11同時(shí)注入一個(gè)正弦電流信號(hào)。
所述的分束器3是指能夠?qū)⑷肷涔獍唇咏?∶1的光強(qiáng)比分成兩束光的分光元件。如分光棱鏡、或一面鍍有析光膜的平行平板等。
所述的信號(hào)處理單元11包括實(shí)時(shí)相位探測電路8、實(shí)時(shí)鑒相電路9與同步電路10。信號(hào)處理單元11的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。
所述的實(shí)時(shí)相位探測電路8的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括放大器801、放大器802、計(jì)算電路803、低通濾波器804、低通濾波器805。
所述的實(shí)時(shí)鑒相電路9的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括放大器901，放大器902，除法電路903，解相電路904，相位補(bǔ)償電路905。
所述的驅(qū)動(dòng)器13是一半導(dǎo)體激光調(diào)制器，它控制半導(dǎo)體激光器的注入電流。
所述的信號(hào)源15是向半導(dǎo)體激光調(diào)制器13注入調(diào)制信號(hào)的信號(hào)發(fā)生器，使得半導(dǎo)體激光器1的波長按正弦變化，從而得到正弦相位調(diào)制的干涉信號(hào)。
本發(fā)明的工作過程是直流電源14的直流電流i0和信號(hào)源15的正弦電流Δi(t)通過半導(dǎo)體激光調(diào)制器(LM)13驅(qū)動(dòng)所述的半導(dǎo)體激光器1，正弦電壓調(diào)制信號(hào)與電流調(diào)制信號(hào)分別為V(t)＝Acosωct， (7)Δi(t)＝acosωct， (8)a＝KLMA， (9)其中A表示振幅，ωc表示角頻率，KLM為半導(dǎo)體激光調(diào)制器的轉(zhuǎn)換系數(shù)。半導(dǎo)體激光器1輸出波長與光強(qiáng)分別為λ(t)＝λ0+Δλ(t)＝λ0+β1acosωct， (10)g(t)＝g0+Δg(t)＝β2[Δi(t)+acosωct]， (11)其中λ0是半導(dǎo)體激光器1的中心波長，β1與β2分別為半導(dǎo)體激光器1的波長調(diào)制系數(shù)和光強(qiáng)調(diào)制系數(shù)。考慮光強(qiáng)變化的影響，則探測元件7接收到的干涉信號(hào)為s(x，y，t)＝s1(x，y，t)+s0(x，y，t)cos[z(x，y)cosωct+α0+αr(x，y)]，(12)式中x，y為被測物體5表面的位置坐標(biāo)，s1為干涉信號(hào)直流分量，s0為信號(hào)交流分量的振幅。z為正弦相位調(diào)制深度，λ為激光波長，它們受光強(qiáng)變化(g(t))影響，其表達(dá)式為s1(x，y，t)＝g(t-τ0)+g(t-τr)， (13)s0(x,y,t)=2g(t-τ0)g(t-τr).---(14)]]>式中τ0＝10/c，τr＝1r/c，10和1r分別為物體光的光程和參考光的光程，c為光速。(12)式中的α0為參考鏡4靜止時(shí)干涉信號(hào)的相位，它由兩干涉臂的初始光程差2D0決定α0=4πλD0.---(15)]]>αr(x，y)為被測物體5表面形貌引起的干涉信號(hào)的相位變化，它由下式計(jì)算得出αr(x，y)＝(4π/λ0)r(x，y)，(16)其中r(x，y)為被測物體5表面任一點(diǎn)的形貌值。將(12)式展開并忽略其中的直流分量可得s(x，y，t)＝s0{cosα(x，y)[J0(z)-2J2(z)cos2ωct+…]-sinα(x，y)[2J1(z)cosωct-2J3(z)cos3ωct+…]}，(17)式中α(x，y)＝α0+αr(x，y)，Jn(z)是第n階Bessel函數(shù)。
所述的信號(hào)源15發(fā)出的同步信號(hào)經(jīng)同步電路10的同步輸出端口10a輸出。在同步信號(hào)的控制下，干涉信號(hào)從第一放大器801的第一輸入端口8a輸入，經(jīng)第一放大器801放大后，再輸入計(jì)算電路803的第一輸入端口803a；所述的信號(hào)源15發(fā)出的調(diào)制信號(hào)從第二放大器802的第一輸入端口8b輸入，經(jīng)第二放大器802放大后，也輸入計(jì)算電路的第二輸入端口803b。計(jì)算電路803進(jìn)行乘法計(jì)算后，分別輸入第一低通濾波器804與第二低通濾波器805進(jìn)行低通濾波后，得到信號(hào)P1(x，y，t)＝K1K2KmKL1s0AJ1(z)sinα(x，y)，(18)P2(x，y，t)＝K1K2KmKL2s0AJ2(z)cosα(x，y)，(19)其中K1為第一放大器801的增益，K2為第二放大器802的增益，Km為計(jì)算電路803的增益，KL1為第一低通濾波器804的增益，KL2為第二低通濾波器805的增益。
P1(x，y，t)通過第三放大器901的輸入端口901a輸入第三放大器901進(jìn)行放大后，經(jīng)除法電路903的第一輸入端口903a輸入除法電路903。P2(x，y，t)通過第四放大器902的輸入端口902a輸入第四放大器902進(jìn)行放大后，經(jīng)除法電路903的第二輸入端口903b輸入除法電路903。信號(hào)P1(x，y，t)與P2(x，y，t)在除法電路903中作除法運(yùn)算，得到信號(hào)P(x,y)=J1(z)K3J2(z)K4tan[α(x,y,)]=Ktan[α(x,y)],---(20)]]>其中K3是第三放大器901的增益、K4是第四放大器902的增益，K=J1(z)K3J2(z)K4.]]>P(x，y)信號(hào)從解相電路904的第一輸入端口904a輸入，并由解相電路904解相得到相位α(x，y)＝arctan[P(x，y)/K]。(21)所以被測物體5的表面形貌為
r(x，y)＝α(x，y)λ0/(4π)。
(22)由(22)式可知，表面形貌與半導(dǎo)體激光器1的光強(qiáng)無關(guān)，說明本發(fā)明能消除光強(qiáng)變化對測量結(jié)果的影響。
從(21)式可知，相位主值區(qū)間在[-π/2，+π/2]，所以表面粗糙度r(x，y)的最大測量范圍是λ/4。為了擴(kuò)大測量范圍，將信號(hào)P1(x，y，t)從相位補(bǔ)償電路905的第一輸入端口905a輸入相位補(bǔ)償電路905；將從解相電路904輸出的相位α(x，y)經(jīng)相位補(bǔ)償電路905的第二輸入端口905b輸入相位補(bǔ)償電路905；將信號(hào)P2(x，y，t)從相位補(bǔ)償電路905的第三輸入端口905c輸入相位補(bǔ)償電路905。由相位補(bǔ)償電路905對sinα(x，y)與cosα(x，y)的值(符號(hào))跳變進(jìn)行判斷，從而得到相位α(x，y)所在象限的相位補(bǔ)償值，其補(bǔ)償方法如表1所示。
表1相位補(bǔ)償cosα(x，y) sinα(x，y) 相位補(bǔ)償-→+ +π+ +→- -π-→+ -π- +→- +π根據(jù)表1的相位補(bǔ)償方法，我們就能將測量范圍擴(kuò)大到一個(gè)波長以上。相位α(x，y)的測量精度可達(dá)到0.01rad，若采用中心波長λ0為785nm的半導(dǎo)體激光器1，則被測物體表面縱向測量分辨率為0.62nm。
本實(shí)施例采用的裝置如圖1所示。驅(qū)動(dòng)器13的調(diào)制系數(shù)為1.56×10-3nm/mA。直流電源14為半導(dǎo)體激光器1提供50mA的直流電流。信號(hào)源15向半導(dǎo)體激光器1注入正弦相位調(diào)制信號(hào)，改變半導(dǎo)體激光器1的波長，調(diào)制干涉信號(hào)中的相位。
上面所述的半導(dǎo)體激光器1是采用波長為785nm的半導(dǎo)體激光器。
所述的分束器3是指能夠?qū)⑷肷涔獍唇咏?∶1的光強(qiáng)比分成兩束光的分光棱鏡。
所述的參考平板4是一表面鍍銀的平面鏡。
所述的被測物體5是一光楔。
所述的第二透鏡6是一焦距為75mm的透鏡。
所述的探測元件7是二維CCD光電探測器。
所述的信號(hào)處理單元11由實(shí)時(shí)相位探測電路8、實(shí)時(shí)鑒相電路9與同步電路10構(gòu)成。
所述實(shí)時(shí)相位探測電路8由第一放大器801、第二放大器802、計(jì)算電路803、低通濾波器804與805構(gòu)成。第一放大器801與第二放大器802由芯片LM232構(gòu)成，計(jì)算電路803由芯片AD532完成，低通濾波器由芯片LF356與跟隨器BC108構(gòu)成。
所述的實(shí)時(shí)鑒相電路9由第三放大器901、第四放大器902、除法電路903、解相電路904、相位補(bǔ)償電路905構(gòu)成。第三放大器901、第四放大器902由芯片LM232完成，除法器903由芯片AD538完成。解相電路904與相位補(bǔ)償電路905由單片機(jī)完成。所述的解相電路904與相位補(bǔ)償電路905是一型號(hào)為ADuc812的單片機(jī)。
所述的驅(qū)動(dòng)器13是一半導(dǎo)體激光調(diào)制器，用于將正弦電壓調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成正弦電流調(diào)制信號(hào)。
所述的信號(hào)源15是一信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生正弦相位調(diào)制所需的正弦電壓調(diào)制信號(hào)。
本發(fā)明的工作過程是作為半導(dǎo)體激光器1的半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光由一物鏡2擴(kuò)束與準(zhǔn)直后照射到分光棱鏡3上。通過分光棱鏡3的反射光束f1照射到鍍銀平面鏡4上，透過分光棱鏡3的透射光束t1照射到光楔5上。鍍銀平面鏡4的反射光束和光楔5的反射光束進(jìn)行干涉，產(chǎn)生的干涉信號(hào)經(jīng)透鏡6成像在二維光電探測器CCD7上。二維光電探測器CCD7將干涉信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)s(x，y，t)，s(x，y，t)＝s1(x，y，t)+s0(x，y，t)cos[z(x，y)cos(ωct+θ)+α(x，y，t)]，(23)其中α(x，y，t)＝α0+αr(x，y，t)。
(24)在同步信號(hào)10a控制下，干涉信號(hào)s(x，y，t)從第一放大器801的第一輸入端口8a輸入第一放大器801，經(jīng)第一放大器801放大后，再輸入計(jì)算電路803的第一輸入端口803a；調(diào)制信號(hào)V(t)＝Acosωct從第二放大器802的輸入端口8b輸入第二放大器802，經(jīng)第二放大器802放大后，輸入計(jì)算電路803的第二輸入端口803b。二者經(jīng)由計(jì)算電路803進(jìn)行乘法計(jì)算，結(jié)果分別輸入到第一低通濾波器804與第二低通濾波器805中進(jìn)行低通濾波，得到信號(hào)P1(x，y，t)、P2(x，y，t)。將P1(x，y，t)、P2(x，y，t)分別輸入實(shí)時(shí)鑒相電路9的第一放大器901與第二放大器902進(jìn)行放大，并由除法電路903作除法運(yùn)算得信號(hào)P(x，y)。除法電路903將信號(hào)P(x，y)輸入解相電路904，由解相電路904解相得到相位α(x，y)，從而得到光楔的表面形貌為r(x，y)＝α(x，y)λ0/(4π)。
(25)測得的光楔表面三維形貌圖由計(jì)算機(jī)12來顯示(只使用計(jì)算機(jī)的顯示功能)。信號(hào)發(fā)生器15產(chǎn)生的正弦電壓調(diào)制信號(hào)輸入到半導(dǎo)體激光調(diào)制器13中，將正弦電壓調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流調(diào)制信號(hào)，最終將電流調(diào)制信號(hào)注入LD調(diào)制激光的波長。注入半導(dǎo)體激光器1的直流電流為50mA。半導(dǎo)體激光器的中心波長為785nm，調(diào)制信號(hào)振幅為1.5V，調(diào)制頻率是100Hz。在此條件下，一般實(shí)驗(yàn)環(huán)境測得光楔的形貌的重復(fù)測量精度為幾納米，測量范圍超過一個(gè)波長。
整個(gè)測量裝置的輸出信號(hào)與半導(dǎo)體激光器光強(qiáng)調(diào)制無關(guān)，說明實(shí)時(shí)鑒相電路消除了光強(qiáng)調(diào)制對測量精度的影響。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀，包括一半導(dǎo)體激光器(1)沿該半導(dǎo)體激光器(1)的出射光束前進(jìn)方向同光軸地依次設(shè)置第一透鏡組(2)、分束器(3)，在該分束器(3)的透射光束(t1)的前進(jìn)方向上設(shè)置被測物體(5)，在分束器(3)的反射光束(f1)的前進(jìn)方向上放置有參考平板(4)；光束(f1)被參考平板(4)反射后的前進(jìn)方向上依次放置有第二透鏡(6)和探測元件(7)，其特征在于所述的探測元件(7)的輸出端與信號(hào)處理單元(11)的第一輸入端(8a)相連接，信號(hào)處理單元(11)的輸出端與計(jì)算機(jī)(12)相連接，與半導(dǎo)體激光器(1)連接的驅(qū)動(dòng)器(13)分別與直流電源(14)和信號(hào)源(15)連接，該信號(hào)源(15)的第二輸出端與所述的信號(hào)處理單元(11)的第二輸入端(8b)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀，其特征在于所述的分束器(3)是指能夠?qū)⑷肷涔獍唇咏?∶1的光強(qiáng)比分成兩束光的分光元件的分光棱鏡、或一面鍍有析光膜的平行平板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀，其特征在于所述的參考平板(4)是一對著分束器(3)一側(cè)的表面上鍍有增透膜的平行平板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀，其特征在于所述的探測元件(7)是一維或二維光電探測器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀，其特征在于所述的信號(hào)處理單元(11)包括實(shí)時(shí)相位探測電路(8)、實(shí)時(shí)鑒相電路(9)與同步電路(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀，其特征在于所述的實(shí)時(shí)相位探測電路(8)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括第一放大器(801)、第二放大器(802)、計(jì)算電路(803)、第一低通濾波器(804)、第二低通濾波器(805)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀，其特征在于所述的實(shí)時(shí)鑒相電路(9)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括第三放大器(901)，第四放大器(902)，除法電路(903)，解相電路(904)，相位補(bǔ)償電路(905)，所述的相位補(bǔ)償電路(905)由單片機(jī)構(gòu)成。
全文摘要
一種實(shí)時(shí)測量表面形貌的正弦相位調(diào)制干涉儀，包括一半導(dǎo)體激光器，沿該半導(dǎo)體激光器的出射光束前進(jìn)方向同光軸地依次設(shè)置第一透鏡組、分束器，在該分束器的透射光束的前進(jìn)方向上設(shè)置被測物體，在分束器的反射光束的前進(jìn)方向上放置有參考平板；被參考平板反射的光束前進(jìn)方向上依次放置有第二透鏡和探測元件，其特征在于所述的探測元件的輸出端與信號(hào)處理單元的第一輸入端相連接，信號(hào)處理單元的輸出端與計(jì)算機(jī)相連接，直流電源和信號(hào)源通過驅(qū)動(dòng)器與半導(dǎo)體激光器相連接，該信號(hào)源的第二輸出端與所述的信號(hào)處理單元的第二輸入端相連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，測量范圍大，精度高。
文檔編號(hào)G01B11/24GK101033938SQ20071003726
公開日2007年9月12日 申請日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者何國田, 王向朝 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所