【技术实现步骤摘要】
一维表面形貌测量系统及其测量方法
[0001]本专利技术涉及光学检测
，特别涉及一种一维表面形貌测量系统及其测量方法。
技术介绍
[0002]随着光学技术和机械加工能力的不断提升，制造技术向着大尺寸和高精度的方向不断发展，对生产器件进行高精度形貌测量的需求也越来越迫切。形貌测量主要是对待测件不同位置进行距离和角度测量，由于对测量的空间分辨率需求达到纳米量级，所以要求测量探针能够准确瞄准待测物表面。
[0003]目前，测量方式主要分为接触式测量和非接触式测量，其中非接触式测量应用更为广泛，包括激光共焦测距法、色散共焦法等：
[0004]1)接触式测量法：通过探头接触待测物表面，获得测量点的坐标信息。
[0005]2)激光共焦测距法：利用共焦成像的光斑大小计算采样点的距离信息。
[0006]3)色散共焦法：用白光做光源，利用不同波长光通过色散镜头聚焦位置不同的特点，用光谱仪测量待测物表面返回光的光谱，换算得到距离信息。
[0007]现有技术主要分为接触式测量和非接触式测量。其中，接触...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种一维表面形貌测量系统，其特征在于，包括差动共焦测距模块和色散测角模块；在待测物的表面形貌的测量过程中：首先通过所述差动共焦测距模块将待测物表面的待测位置移动至预设测量位置；再通过所述色散测角模块对所述待测位置的峰值波长进行提取，最后通过倾斜角度θ与峰值波长λ的关系θ＝F(λ)确定所述待测位置的倾斜角度。2.根据权利要求1所述的一维表面形貌测量系统，其特征在于，所述差动共焦测距模块包括：第一光源装置、第一分光棱镜、第二分光棱镜、第一聚光镜、第三分光棱镜、第四分光棱镜、第一探测器装置和第二探测器装置；所述第一光源装置用于发出一束准直激光光束，所述准直激光光束依次经过所述第一分光棱镜、所述第二分光棱镜的透射和所述第一聚光镜的汇聚后对所述待测物的表面进行照射；所述准直激光光束经过所述待测物的反射后经过第一聚光镜的透射、所述第二分光棱镜的反射以及第三分光棱镜的透射后，入射至所述第四分光棱镜；所述第四分光棱镜将所述准直激光光束分为互相垂直的焦前测量光束和焦后测量光束分别入射至所述第一探测器装置和第二探测器装置。3.根据权利要求2所述的一维表面形貌测量系统，其特征在于，所述第一光源装置为单波长光源；所述单波长光源用于发出一束直径为d，波长为λ的准直激光光束；所述第一聚光镜设置有传动装置，用于实现再所述准直激光光束的入射光方向上的垂直移动；经所述第四分光棱镜反射后出射的光束为焦前测量光束，入射至所述第一探测器装置；经所述第四分光棱镜透射后出射的光束为焦后测量光束，入射至所述第二探测器装置。4.根据权利要求3所述的一维表面形貌测量系统，其特征在于，所述第一探测器装置包括：第二聚光镜、焦前针孔和焦前光电传感器；所述第二探测器装置包括：第三聚光镜、焦后针孔和焦后光电传感器；所述焦前测量光束经过所述第二聚光镜的汇聚后，经所述焦前针孔后入射至所述焦前光电传感器；所述焦前针孔放置在f
‑
u
m
的位置，其中f为所述第二聚光镜的焦距；所述焦后测量光束经过所述第三聚光镜的汇聚后，经所述焦后针孔后入射至所述焦后光电传感器；所述焦后针孔放置在f+u
m
的位置，其中f为所述第三聚光镜的焦距。5.根据权利要求4所述的一维表面形貌测量系统，其特征在于，在所述传动装置控制下，移动所述第一聚光镜，同时记录所述焦前光电探测器和所述焦后光电探测器的光强变化，分别记为I(u，
‑
u
m
)和I(u，+u
m
)；当所述焦前光电传感器和焦后光电传感器接收到的光强信号相等时，即I(u，
‑
u
m
)＝I(u，+u
m
)时：所述待测物表面的待测位置刚好处于所述第一聚光镜的焦点位置处。6.根据权利要求5所述的一维表面形貌测量系统，其特征在于，在所述色散测角模块包
括：第二光源装置、第一分光棱镜、第二分光棱镜、第一聚光镜、第三分光棱镜和第三探测器装置；所述第二光源装置用于发出一束色散光束，所述色散光束依次经所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建立，王之一，王廷煜，杨永强，糜小涛，杨禹凯，全胜，姚凯男，刘昌华，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。