專利名稱：物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量裝置及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到物體表面形貌的測量，特別是一種物體表面形貌變化范圍在毫米內(nèi)的納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量裝置及其測量方法。
背景技術(shù)：
在光學(xué)精密干涉測量中，正弦相位調(diào)制干涉測量是一種高精度的干涉測量方法，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。在面形測量中，根據(jù)解相方法不同分為鎖相法、傅里葉分析法、積分法。用傅里葉分析法解相位，面形測量可以達(dá)到零點(diǎn)幾個(gè)納米精度，但是現(xiàn)代工業(yè)中很多生產(chǎn)場合要求實(shí)時(shí)測量，為了解決這個(gè)問題，日本新瀉大學(xué)的鈴木孝昌(T.Suzuki)等人于1989年提出鎖相法解相位，該方法實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)測量表面形貌(在先技術(shù)[1]，T.Suzuki，O.Sasaki，T.Maruyama，“Phase locked laser diode interferometryfor surface profile measurement，”Appl.Opt.，28(20)4407-4410，1989)。
在先技術(shù)[1]中，先用光電探測元件得到干涉信號(hào)的交流分量s(t)＝s0cos[zcosωct+α(x)]，(1)式中s0為干涉信號(hào)交流分量的振幅。ωc為正弦相位調(diào)制的頻率，z為正弦相位調(diào)制的調(diào)制深度，待測量振動(dòng)物體的相位α(x)＝4πD(x)/λ0，其中D(x)為被測物體的位移D(x)＝(D0/λ0)βIc(x)。(2)式中β為波長的調(diào)制系數(shù)，2D0為被測物體靜止時(shí)干涉儀兩臂的光程差。上式表明，通過反饋控制電流Ic(t)，能測量物體的表面形貌D(x)。由反饋控制半導(dǎo)體激光器的注入電流實(shí)現(xiàn)鎖相。將(1)式展開，將一階頻譜分量的振幅作為反饋信號(hào)U(x)，可表達(dá)為U(x)＝-2J1(z)sinα(x)。(3)利用反饋信號(hào)U(x)控制半導(dǎo)體激光器的注入電流Ic(t)，使反饋信號(hào)U(x)保持一個(gè)常量，不受外界干擾，從而可得相位α(x)，即表面形貌。
從(3)式知，在先技術(shù)[1]的測量范圍小于半個(gè)波長；反饋電路積分電容不能突變，導(dǎo)致測量速度低、測量區(qū)域?yàn)閹资畟€(gè)測量點(diǎn)、測量時(shí)間較長；若增加測量點(diǎn)數(shù)，測量時(shí)間更長。
鈴木孝昌(T.Suzuki)等人于1994年提出積分法解相位，該方法實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)測量二維表面形貌(在先技術(shù)[2]，Takamasa Suzuki，OsamiSasaki，Jinsaku Kaneda，Takeo Maruyama，“Real time two-dimensionalsurface profile measurement in a sinusoidal phase modulating laser diodeinterferometer，”O(jiān)pt.Eng.，1994，33(8)，2754-2759)。
在先技術(shù)[2]中，每次測量至少需要4幅干涉圖，測量時(shí)間為22ms，測量精度14nm，測量范圍小于半個(gè)波長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述在先技術(shù)中的不足，提供一種物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量裝置及其測量方法，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)干涉測量，納米精度，面形測量范圍在毫米內(nèi)。
本發(fā)明的物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量方法是采用濾波法解相位的干涉測量方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量裝置，包括一光源，沿該光源輸出光束的前進(jìn)方向依次是準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、分束器和被測量物體，在所述的分束器的反射光束方向有一參考鏡，在所述的參考鏡4的反射光束穿過所述的分束器的透射光束方向是一光電探測元件，其特征在于還有由第一放大器、第二放大器和計(jì)算電路構(gòu)成的相位探測電路，該第一放大器和第二放大器的輸出端同時(shí)接計(jì)算電路的輸入端；由實(shí)時(shí)解相電路、相位修正電路和表面形貌值計(jì)算電路依次連接構(gòu)成的實(shí)時(shí)相位數(shù)據(jù)處理電路；由直流電源輸出的電壓和交流信號(hào)源輸出的正弦調(diào)制信號(hào)經(jīng)半導(dǎo)體電流調(diào)制器對(duì)所述光源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和調(diào)制；所述的光電探測元件的輸出端接所述的第一放大器的輸入端，所述的交流信號(hào)源的輸出端同時(shí)接所述的第二放大器的輸入端，所述的計(jì)算電路的輸出端接所述的實(shí)時(shí)解相電路的輸入端，所述的表面形貌值計(jì)算電路的輸出端接一計(jì)算機(jī)。
所述的所述的光源是一半導(dǎo)體激光器。
所述的光電探測元件是CCD或CMOS CCD光電探測器。
所述的所述的分束器是一分光棱鏡，或一面鍍析光膜的平行平板。
所述的實(shí)時(shí)相位檢測電路由具有相應(yīng)的處理軟件的單片機(jī)構(gòu)成。
利用上述的實(shí)時(shí)干涉測量裝置進(jìn)行物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量方法，特征在于包括下列步驟①由直流電源和交流信號(hào)源通過半導(dǎo)體電流調(diào)制器驅(qū)動(dòng)光源，光源發(fā)出的波長被交流信號(hào)源輸出的正弦信號(hào)調(diào)制，光源發(fā)出的光束經(jīng)準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡擴(kuò)束與準(zhǔn)直后照射在分束器上，該分束器將一束光分成反射和透射兩束光反射光束照射到參考鏡上，另一透射光束照射到被測量物體上；由參考鏡和被測量物體的反射光束相干涉產(chǎn)生干涉信號(hào)，該干涉信號(hào)由光電探測元件探測并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；②該干涉信號(hào)的電信號(hào)經(jīng)第一放大器放大，所述的交流信號(hào)源調(diào)制信號(hào)由第二放大器放大，然后二者同時(shí)輸入計(jì)算電路作相乘和低通濾波運(yùn)算得探測信號(hào)P(x，y)P(x，y)＝Kssinα(x，y)，Ks是系統(tǒng)轉(zhuǎn)換系數(shù)；③將該探測信號(hào)P(x，y)導(dǎo)入實(shí)時(shí)解相電路得到被測量物體的表面相位α′(x，y)，α′(x，y)＝arcsin[P(x，y)/Ks]；④將該表面相位α′(x，y)導(dǎo)入所述的相位修正電路求得被測量物體表面的真實(shí)相位α(x，y)；⑤由表面形貌值計(jì)算電路計(jì)算被測量物體的表面形貌r(x，y)＝λ0α(x，y)/(4π)，并輸入計(jì)算機(jī)顯示或存儲(chǔ)。
所述的第④步的相位修正是根據(jù)sinα(x，y)值對(duì)相位α′(x，y)進(jìn)行的修正，采用相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)的相位差絕對(duì)值小于或等于π的修正方法對(duì)其進(jìn)行修正設(shè)相鄰兩點(diǎn)相位為α1和α2，如果α2′-α1＜-nπ(n為奇數(shù))，則有α2＝α1+(n+1)π；如果α2′-α1＞nπ，則有α2＝α1-(n+1)π；據(jù)此得到n，則相位修正公式為α＝2nπ+α′(t)。
所述的第③④⑤步也可由具有相應(yīng)程序的單片機(jī)或計(jì)算機(jī)完成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有1)、由于干涉信號(hào)通過簡單的運(yùn)算電路、濾波器、單片機(jī)處理得到被測量的表面形貌值，使整個(gè)系統(tǒng)能高精度實(shí)時(shí)采集、處理、顯示。
2)、本發(fā)明方法測量時(shí)間短，只需要一幅干涉圖就可得到被測量物體的表面形貌，測量時(shí)間提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
3)、本發(fā)明克服了在先技術(shù)中縱向測量范圍不大于半個(gè)波長的缺陷，將縱向測量范圍擴(kuò)大到幾千個(gè)波長，同時(shí)，測量精度保持納米量級(jí)。


圖1為本發(fā)明物體表面形貌的納米精度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
先請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明物體表面形貌的納米精度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，本發(fā)明物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量裝置，包括一光源1，沿該光源1輸出光束的前進(jìn)方向依次是準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡2、分束器3和被測量物體5，在所述的分束器3的反射光束方向有一參考鏡4，在所述的參考鏡4的反射光束穿過所述的分束器3的透射光束方向是一光電探測元件6，其特點(diǎn)是還有
由第一放大器7、第二放大器8和計(jì)算電路9構(gòu)成的相位探測電路17，該第一放大器7和第二放大器8的輸出端同時(shí)接計(jì)算電路9的輸入端；由實(shí)時(shí)解相電路10、相位修正電路11和表面形貌值計(jì)算電路12依次連接構(gòu)成的實(shí)時(shí)相位數(shù)據(jù)處理電路18；由直流電源14輸出的電壓和交流信號(hào)源16輸出的正弦調(diào)制信號(hào)經(jīng)半導(dǎo)體電流調(diào)制器15對(duì)所述光源1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和調(diào)制；所述的光電探測元件6的輸出端接所述的第一放大器7的輸入端，所述的交流信號(hào)源16的輸出端同時(shí)接所述的第二放大器8的輸入端，所述的計(jì)算電路9的輸出端接所述的實(shí)時(shí)解相電路10的輸入端，所述的表面形貌值計(jì)算電路12的輸出端接一計(jì)算機(jī)13。
圖1也是本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，本實(shí)施例中所述的光源1是一半導(dǎo)體激光器。所述的光電探測元件6是CCD光電探測器。所述的分束器3是一分光棱鏡。
利用上述的實(shí)時(shí)干涉測量裝置進(jìn)行物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量方法，特征在于包括下列步驟①由直流電源(14)和交流信號(hào)源(16)通過半導(dǎo)體電流調(diào)制器(15)驅(qū)動(dòng)光源(1)，光源(1)發(fā)出的波長被交流信號(hào)源(16)輸出的正弦信號(hào)調(diào)制，光源(1)發(fā)出的光束經(jīng)準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡(2)擴(kuò)束與準(zhǔn)直后照射在分束器(3)上，該分束器(3)將一束光分成反射和透射兩束光反射光束照射到參考鏡(4)上，另一透射光束照射到被測量物體(5)上；由參考鏡(4)和被測量物體(5)的反射光束相干涉產(chǎn)生干涉信號(hào)，該干涉信號(hào)由光電探測元件(6)探測并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；②該干涉信號(hào)的電信號(hào)經(jīng)第一放大器(7)放大，所述的交流信號(hào)源(16)調(diào)制信號(hào)由第二放大器(8)放大，然后二者同時(shí)輸入計(jì)算電路(9)作相乘和低通濾波運(yùn)算得探測信號(hào)P(x，y)
P(x，y)＝Kssinα(x，y)，Ks是系統(tǒng)轉(zhuǎn)換系數(shù)；③將該探測信號(hào)P(x，y)導(dǎo)入實(shí)時(shí)解相電路(10)得到被測量物體(5)的表面相位α′(x，y)，α′(x，y)＝arcsin[P(x，y)/Ks]；④將該表面相位α′(x，y)導(dǎo)入所述的相位修正電路(11)求得被測量物體(5)表面的真實(shí)相位α(x，y)；⑤由表面形貌值計(jì)算電路(12)計(jì)算被測量物體(5)的表面形貌r(x，y)＝λ0α(x，y)/(4π)，并輸入計(jì)算機(jī)(13)顯示或存儲(chǔ)。
更詳細(xì)地說，本發(fā)明的實(shí)時(shí)測量方法是光源1由一直流電源14和一交流信號(hào)源16通過半導(dǎo)體電流調(diào)制器(LM)15驅(qū)動(dòng)，光源1的波長被交流信號(hào)源16輸出的正弦信號(hào)調(diào)制。光源1發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡2擴(kuò)束與準(zhǔn)直后照射到分束器3上，一束光分成兩束光；一束反射光照射到參考鏡4上，另一束透射光照射到被測量物體5上；參考鏡4和被測量物體5的反射光束相干涉產(chǎn)生干涉信號(hào)。該干涉信號(hào)由光電探測元件6轉(zhuǎn)換成電信號(hào)為S(x，y，t)＝S0(x，y)+S1(x，y)cos[zcos(ω0t+θ)+α0+α(x，y)]，(4)式中α0＝4πD0/λ0，(5)α(x，y)＝4πr(x，y)/λ0。(6)2D0是兩干涉臂之間的光程差，r(x，y)表示待測量的表面形貌值。S0是干涉信號(hào)的直流分量，S1是干涉信號(hào)的交流分量的振幅。λ0為用作光源的半導(dǎo)體激光器的中心波長，α0是被測量物體5靜止時(shí)干涉信號(hào)的相位。將(4)式中的干涉信號(hào)導(dǎo)入相位探測電路17作計(jì)算與濾波運(yùn)算后得探測信號(hào)P(x，y)＝Kssinα(x，y)， (7)式中Ks是系統(tǒng)轉(zhuǎn)換系數(shù)。
探測信號(hào)經(jīng)過實(shí)時(shí)相位檢測電路18中的實(shí)時(shí)解相電路10作解相運(yùn)算后，得到被測量物體5表面相位信號(hào)為α′(x，y)＝arcsin[P(x，y)/Ks]。(8)將物體表面相位信號(hào)導(dǎo)入相位修正電路11，經(jīng)相位修正電路11修正得到被測量物體5表面實(shí)際相位α(x，y)后，再導(dǎo)入表面形貌值計(jì)算電路12得到被測量物體形貌值為r(x，y)＝λ0α(x，y)/(4π)。(9)測量結(jié)果用計(jì)算機(jī)13來顯示被測量物體5的表面形貌。
本發(fā)明的解相過程是1)、波長為λ0的光源1出射光束是被正弦相位調(diào)制的激光束，激光束導(dǎo)入如圖1所示的干涉儀；該光束經(jīng)過被測量物體5表面反射的物光束與參考鏡4反射的參考光束產(chǎn)生干涉信號(hào)；2)、用光電探測元件6將干涉信號(hào)轉(zhuǎn)換成干涉電信號(hào)S(x，y，t)；3)、利用相位探測電路17，所述的干涉電信號(hào)S(x，y，t)經(jīng)第一放大器7放大(放大系數(shù)K1)，另一方面調(diào)制信號(hào)V(t)經(jīng)第二放大器8放大(放大系數(shù)K2)，同時(shí)進(jìn)入計(jì)算電路9(放大系數(shù)Kc)相乘與低通濾波(放大系數(shù)KL)后，可得到探測信號(hào)P(x，y)。其中Ks＝K1K2KcKLS0AJ1(z)，A為交流信號(hào)源16輸出的正弦相位調(diào)制電壓信號(hào)的振幅，J1(z)是Bessel函數(shù)。
4)、利用實(shí)時(shí)解相電路10從探測信號(hào)中得出被測量物體5表面的相位α′(x，y)。實(shí)時(shí)相位檢測電路18的解相方法是在ROM中存放正弦的相位，將每一個(gè)相位的正弦函數(shù)值作為其地址；ROM中的內(nèi)容如表1所示，其中的數(shù)據(jù)0和1023分別對(duì)應(yīng)于相位-π/2和+π/2，測量的相位分辨率為π/1024。每一個(gè)相位值占用2Bytes存儲(chǔ)空間，共占用ROM 2kBytes。用A/D轉(zhuǎn)換器將信號(hào)P(x，y)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字化的P(x，y)作為只讀存儲(chǔ)器ROM的地址，該地址存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就是被測量物體表面形貌上某一點(diǎn)的相位α(x，y)，并轉(zhuǎn)存于RAM中。已知參數(shù)Ks，由式(8)和(9)可得出物體表面形貌r(x，y)。
表1

5)、根據(jù)sinα(x，y)值對(duì)相位α′(x，y)進(jìn)行修正，采用相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)的相位差絕對(duì)值小于等于π的修正方法對(duì)其進(jìn)行修正，由相位修正電路11求得修正后的相位α(x，y)；設(shè)相鄰兩點(diǎn)相位為α1和α2，如果α2′-α1＜-nπ(n為奇數(shù))，則有α2＝α1+(n+1)π。相反，如果α2′-α1＞nπ，則有α2＝α1-(n+1)π；據(jù)此得到n，則相位修正公式為α＝2nπ+α′(t)；6)、利用修正后的相位α(x，y)，根據(jù)式r(x，y)＝λ0α(x，y)/(4π)可由表面形貌值計(jì)算電路12計(jì)算出被測量物體5的表面形貌。其中λ0為正弦相位調(diào)制的中心波長。
本發(fā)明的物體表面形貌納米精度實(shí)時(shí)測量方法，其測量范圍受數(shù)據(jù)采集速率的限制，其最大測量范圍為ftλ0/4(數(shù)據(jù)采集速率f與時(shí)間t的乘積為數(shù)據(jù)量)，設(shè)CCD的數(shù)據(jù)采集量為8000，光源波長為785nm，則可測量的最大范圍為1.57mm。
本實(shí)施例中，所用參考鏡4是一鍍銀平面鏡，所用被測量物體5是一楔形光學(xué)平板，所用交流信號(hào)源16是一信號(hào)發(fā)生器。
半導(dǎo)體激光器的波長為785nm，波長調(diào)制系數(shù)為0.156nm/mA，半導(dǎo)體激光調(diào)制器的轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.001mA/mV。CCD的有效像素設(shè)置為80×80，幀頻為800幀/秒。干涉儀兩干涉臂之間的初始光程差約為6cm。相位探測電路17中放大器7的增益K1為60.2；放大器8的增益K2為88.6；計(jì)算電路9的系數(shù)Kc為5×10-5/mV，選用一個(gè)四階低通濾波器，增益KL為100。實(shí)測系數(shù)Ks為1.077。單片機(jī)為ADuc812。在此條件，一般實(shí)驗(yàn)環(huán)境下測量精度可達(dá)幾個(gè)納米，測量范圍可達(dá)毫米量級(jí)。
如僅采用在先技術(shù)中的測量方法，精度為十幾納米，測量范圍不超過180nm。本發(fā)明的測量方法在保持納米精度實(shí)時(shí)測量的前提下，擴(kuò)大了面形的測量范圍。
經(jīng)試用表明本發(fā)明的表面形貌納米精度實(shí)時(shí)測量方法能實(shí)現(xiàn)表面形貌的實(shí)時(shí)測量。
權(quán)利要求
1.一種物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量裝置，包括一光源(1)，沿該光源(1)輸出光束的前進(jìn)方向依次是準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡(2)、分束器(3)和被測量物體(5)，在所述的分束器(3)的反射光束方向有一參考鏡(4)，在所述的參考鏡(4)的反射光束穿過所述的分束器(3)的透射光束方向是一光電探測元件(6)，其特征在于還有由第一放大器(7)、第二放大器(8)和計(jì)算電路(9)構(gòu)成的相位探測電路(17)，該第一放大器(7)和第二放大器(8)的輸出端同時(shí)接計(jì)算電路(9)的輸入端；由實(shí)時(shí)解相電路(10)、相位修正電路(11)和表面形貌值計(jì)算電路(12)依次連接構(gòu)成的實(shí)時(shí)相位數(shù)據(jù)處理電路(18)；由直流電源(14)輸出的電壓和交流信號(hào)源(16)輸出的正弦調(diào)制信號(hào)經(jīng)半導(dǎo)體電流調(diào)制器(15)對(duì)所述光源(1)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和調(diào)制；所述的光電探測元件(6)的輸出端接所述的第一放大器(7)的輸入端，所述的交流信號(hào)源(16)的輸出端同時(shí)接所述的第二放大器(8)的輸入端，所述的計(jì)算電路(9)的輸出端接所述的實(shí)時(shí)解相電路(10)的輸入端，所述的表面形貌值計(jì)算電路(12)的輸出端接一計(jì)算機(jī)(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)干涉測量裝置，其特征在于所述的光源(1)是一半導(dǎo)體激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)干涉測量裝置，其特征在于所述的光電探測元件(6)是CCD或CMOS CCD光電探測器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)干涉測量裝置，其特征在于所述的分束器(3)是一分光棱鏡，或一面鍍析光膜的平行平板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)干涉測量裝置，其特征在于所述的實(shí)時(shí)相位檢測電路由具有相應(yīng)的處理軟件的單片機(jī)構(gòu)成。
6.利用權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)干涉測量裝置進(jìn)行物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量方法，特征在于包括下列步驟①由直流電源(14)和交流信號(hào)源(16)通過半導(dǎo)體電流調(diào)制器(15)驅(qū)動(dòng)光源(1)，光源(1)發(fā)出的波長被交流信號(hào)源(16)輸出的正弦信號(hào)調(diào)制，光源(1)發(fā)出的光束經(jīng)準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡(2)擴(kuò)束與準(zhǔn)直后照射在分束器(3)上，該分束器(3)將一束光分成反射和透射兩束光反射光束照射到參考鏡(4)上，另一透射光束照射到被測量物體(5)上；由參考鏡(4)和被測量物體(5)的反射光束相干涉產(chǎn)生干涉信號(hào)，該干涉信號(hào)由光電探測元件(6)探測并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；②該干涉信號(hào)的電信號(hào)經(jīng)第一放大器(7)放大，所述的交流信號(hào)源(16)調(diào)制信號(hào)由第二放大器(8)放大，然后二者同時(shí)輸入計(jì)算電路(9)作相乘和低通濾波運(yùn)算得探測信號(hào)P(x，y)P(x，y)＝Kssinα(x，y)，Ks是系統(tǒng)轉(zhuǎn)換系數(shù)；③將該探測信號(hào)P(x，y)導(dǎo)入實(shí)時(shí)解相電路(10)得到被測量物體(5)的表面相位α′(x，y)，α′(x，y)＝arcsin[P(x，y)/K、]；④將該表面相位α′(x，y)導(dǎo)入所述的相位修正電路(11)求得被測量物體(5)表面的真實(shí)相位α(x，y)；⑤由表面形貌值計(jì)算電路(12)計(jì)算被測量物體(5)的表面形貌r(x，y)＝λ0α(x，y)/(4π)，并輸入計(jì)算機(jī)(13)顯示或存儲(chǔ)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量方法，其特征在于所述的第④步的相位修正是根據(jù)sinα(x，y)值對(duì)相位α′(x，y)進(jìn)行的修正，采用相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)的相位差絕對(duì)值小于或等于π的修正方法對(duì)其進(jìn)行修正設(shè)相鄰兩點(diǎn)相位為α1和α2，如果α2′-α1＜-nπ(n為奇數(shù))，則有α2＝α1+(n+1)π；如果α2′-α1＞nπ，則有α2＝α1-(n+1)π；據(jù)此得到n，則相位修正公式為α＝2nπ+α′(t)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量方法，特征在于所述的第③④⑤步由具有相應(yīng)程序的單片機(jī)或計(jì)算機(jī)完成。
全文摘要
一種物體表面形貌納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量裝置及其測量方法，本發(fā)明采用濾波法解相位的干涉測量方法，本發(fā)明的實(shí)時(shí)干涉測量裝置主要是增加了相位探測電路和實(shí)時(shí)相位數(shù)據(jù)處理電路，對(duì)光源的實(shí)行正弦調(diào)制驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明能對(duì)物體表面形貌進(jìn)行納米精度的實(shí)時(shí)干涉測量，測量范圍擴(kuò)展到毫米量級(jí)。
文檔編號(hào)G01B9/023GK101017082SQ20071003726
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所