面形检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面形检测系统，包括光耦合单元、米勒偏振干涉单元和检测计算单元，光耦合单元包括合束组件和扩束系统，米勒偏振干涉单元包括显微物镜、偏振分光板和参考反射镜，检测计算单元包括四分之一波片、彩色偏振相机和计算模块。本发明专利技术通过将RGB三色光耦合进入米勒偏振干涉物镜，并采用彩色偏振相机完成RGB三个波长通道的分离和提取，同时利用彩色偏振相机中四个相邻的微偏振片阵列对各个波长通道的干涉图实现步长为π/2的四步移相，不仅能实现多波长移相干涉测量，增大动态测量范围，且通过单次采图即可计算得到RGB三个波长通道的四幅瞬态移相干涉图，具有很强的抗干扰能力，具有高精度、快速测量、低成本的优点。低成本的优点。低成本的优点。

【技术实现步骤摘要】
面形检测系统及检测方法


[0001]本专利技术涉及面形检测
，特别涉及一种面形检测系统及检测方法。

技术介绍

[0002]随着精密制造技术的不断发展，各种微小结构器件层出不穷，它们广泛运用于航天航空、生物医疗、通信等领域。针对处于加工阶段的微小光学元件而言，通常需要测得其表面微观轮廓信息，进而对其中高频表面加工特性进行评价反馈。
[0003]显微干涉仪将干涉技术和显微成像技术结合起来，具有高精度、非接触、快速测量的优点。其中米勒干涉仪是迈克尔逊干涉仪的一种改进方式，其近似共路的结构不易引入附加光程差，具有结构紧凑、抗干扰能力强和空间分辨率高等优点。传统的米勒干涉仪是通过压电陶瓷纵向移动显微物镜来实现移相功能，对于机械振动等环境干扰很敏感，同时检测精度也会受到压电陶瓷移动精度限制；其不具备条纹对比度可调的功能，难以满足不同反射率、尤其是低反射率表面高精度检测要求。
[0004]中国专利申请公布号CN201510808524，申请公布日2016年3月2日，名称为“条纹对比度可调的偏振型米勒干涉装置及测量方法”的专利技术专利申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.面形检测系统，用于检测待测物的面形，其特征在于，包括：光耦合单元，包括合束组件和扩束系统，所述合束组件接收一光源发出的RGB三色光，并将所述RGB三色光耦合成一束光；所述扩束系统将耦合后的一束光扩束；米勒偏振干涉单元，包括显微物镜、偏振分光板和参考反射镜，所述显微物镜用于将所述扩束系统扩束后的光会聚；所述偏振分光板，用于将会聚的光分为反射的s偏振光和透射的p偏振光，所述透射的p偏振光作为检测光，检测光经过待测物反射回偏振分光板；所述反射的s偏振光作为参考光，所述参考光经过设置在反射路径上的所述参考反射镜后，被反射回所述偏振分光板；所述偏振分光板将返回的检测光和参考光汇合后，经过显微物镜后射出；检测计算单元，包括四分之一波片、彩色偏振相机和计算模块，所述四分之一波片用于将从所述显微物镜射出的参考光和检测光变成两束旋向相反的圆偏振光；所述彩色偏振相机用于拍摄所述两束旋向相反的圆偏振光，在彩色偏振相机的四个通道同时得到与RGB三个波长通道分别对应的干涉图；其中，每个波长通道均对应四幅相位差为π/2的干涉图；所述计算模块用于根据每个波长通道对应的四幅相位差为π/2的干涉图的强度分布，利用四步移相算法计算得到RGB三个波长通道分别对应的瞬态相位分布，利用多波长测量技术得到每个像素点上参考光和检测光的光程差，以得到待测物的面形。2.如权利要求1所述的面形检测系统，其特征在于，所述利用四步移相算法计算得到RGB三个波长分别对应的瞬态相位分布，公式如下：其中，为RGB三个波长通道对应的瞬态相位分布；I
ij
为每个波长通道对应的四幅相位差为π/2的干涉图的强度分布；i=R,G,B；j=1,2,3,4；所述利用多波长测量技术得到每个像素点上参考光和检测光的光程差，公式如下：其中，H为每个像素点上参考光和检测光的光程差；；Λ
RGB
为λ
R
、λ
G
和λ
B
的等效波长，λ
R
、λ
G
和λ
B
分别为RGB三色光的波长；，Λ
RG
是λ
R
与λ
G
的等效波长，Λ
GB
是λ
G
与λ
B
的等效波长，，，。3.如权利要求1所述的面形检测系统，其特征在于，所述光源包括第一LED光...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃林，沃家，
申请(专利权)人：苏州英示测量科技有限公司，
类型：发明
国别省市：