一种轴向差动暗场共焦显微测量装置及其方法制造方法及图纸

技术编号:24406254 阅读:50 留言:0更新日期:2020-06-06 07:15
本发明专利技术公开了一种轴向差动暗场共焦显微测量装置及其方法,该装置包括环形光照明模块、环形光扫描模块和差动共焦探测模块;通过照明光束整形与互补孔径遮挡探测,有效分离样品反射信号与散射信号,获取纳米级亚表面裂痕、气泡等缺陷的三维分布信息;通过差动共焦探测,提高了测量系统轴向的灵敏度、线性和信噪比,可显著抑制环境状态差异、光源光强波动、探测器电气漂移等引起的共模噪声。

An axial differential dark field confocal microscopy device and its method

【技术实现步骤摘要】
一种轴向差动暗场共焦显微测量装置及其方法
本专利技术涉及光学精密测量
,更具体的说是涉及一种轴向差动暗场共焦显微测量装置及其方法。
技术介绍
高性能光学元件及微机电元件是现代高端装备的核心组成部分,为保障其加工质量和服役可靠性需要对其进行表面形貌测量和亚表面缺陷检测,目前国内外尚无设备能够同时实现上述功能。国内外现有表面形貌无损测量技术主要包括:共焦显微测量技术、白光干涉显微测量技术和变焦显微测量技术。其中共焦显微测量技术相比于另外两种技术具有测量样品适用性宽、可以测量复杂样品结构的特点,因而在工业检测领域广泛应用。亚表面缺陷无损检测技术主要包括:激光调制散射技术,全内反射显微技术,光学相干层析技术,高频扫描声学显微技术,X射线显微成像技术。其普遍存在深度定位精度不高、信噪比低、检测效率不高,检测样品受限等不足。因此,如何提供一种测量精度高的轴向差动暗场共焦显微测量装置及其方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供了一种轴向差动暗场共焦显微测量装置及其方法,可同时获取纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴向差动暗场共焦显微测量装置,其特征在于,包括:环形光照明模块、环形光扫描模块和差动共焦探测模块;/n所述环形光照明模块按照光线传播方向依次为:激光器(1)、扩束镜(2)、偏振片一(3)、凹面锥透镜(4)和半反半透膜一(5);/n所述环形光扫描模块按照光线传播方向依次为:二维扫描振镜(6)、扫描透镜(7)、管镜(8)和物镜(9);/n所述差动共焦探测模块包括:半反半透膜二(11)和探测光路;所述探测光路包括透射光路单元和反射光路单元;/n所述透射光路单元按照光线传播方向依次包括:光阑一(12)、偏振片二(13)、聚焦透镜一(14)、针孔一(15)和相机一(16);/n所述反射光路单元按...

【技术特征摘要】
1.一种轴向差动暗场共焦显微测量装置,其特征在于,包括:环形光照明模块、环形光扫描模块和差动共焦探测模块;
所述环形光照明模块按照光线传播方向依次为:激光器(1)、扩束镜(2)、偏振片一(3)、凹面锥透镜(4)和半反半透膜一(5);
所述环形光扫描模块按照光线传播方向依次为:二维扫描振镜(6)、扫描透镜(7)、管镜(8)和物镜(9);
所述差动共焦探测模块包括:半反半透膜二(11)和探测光路;所述探测光路包括透射光路单元和反射光路单元;
所述透射光路单元按照光线传播方向依次包括:光阑一(12)、偏振片二(13)、聚焦透镜一(14)、针孔一(15)和相机一(16);
所述反射光路单元按照光线传播方向依次包括:光阑二(17)、偏振片三(18)、聚焦透镜二(19)、针孔二(20)和相机二(21);
其中所述半反半透膜一(5)和所述二维扫描振镜(6)对应设置,所述半反半透膜一(5)和所述半反半透膜二(11)对应设置;
经过所述半反半透膜一(5)透射的光束到达所述二维扫描振镜(6),经过所述半反半透膜一(5)反射的光束到达所述半反半透膜二(11)。


2.根据权利要求1所述的一种轴向差动暗场共焦显微测量装置,其特征在于,所述凹面锥透镜(4)的前后表面底角α相同,高斯光束整形为环形光后的外径与所述物镜(9)的入瞳相匹配。


3.根据权利要求1所述的一种轴向差动暗场共焦显微测量装置,其特征在于,所述扫描透镜(7)工作面应置于管镜(8)的前焦面处。


4.根据权利要求1所述的一种轴向差动暗场共焦显微测量装置,其特征在于,待测样品(10)设置于所述物镜(9)的前方,环形光入射至所述物镜(9)后在所述待测样品(10)上聚焦。


5.根据权利要求4所述的一种轴向差动暗场共焦显微测量装置,其特征在于,光阑一(12)和光阑二(17)的孔径与凹面锥透镜(4)所产生的环形光孔径互补匹配,光阑一(12)和光阑二(17)完全遮挡来自所述待测样品(10)的反射光束,仅允许携带所述待测样品(10)信息的散射光进入后续探测光路。


6.根据权利要求1所述的轴向差动暗场共焦显微测量装置,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘俭刘辰光姜勇刘婧陈刚
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学南京恒锐精密仪器有限公司江苏锐精光电研究院有限公司
类型:发明
国别省市:黑龙;23

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