一种光程补偿和参考镜可调的干涉物镜制造技术

本申请涉及一种光程补偿和参考镜可调的干涉物镜，包括等比分光棱镜

【技术实现步骤摘要】
一种光程补偿和参考镜可调的干涉物镜


[0001]本申请涉及光学仪器
，特别是涉及一种光程补偿和参考镜可调的干涉物镜
。

技术介绍

[0002]白光干涉测量技术是一种利用一定带宽的光源经分束
、
传输
、
相干形成干涉条纹再垂直扫描改变干涉条纹并进行分析处理的形貌测量技术
。
该技术作为高精度非接触式测量技术，不损伤样品表面，被广泛应用于机械
、
电子
、
光学
、
材料等领域
。
其核心是干涉物镜，干涉物镜的性能参数，如：倍率
、
视场数
、
数值孔径
、
工作距离
、
参考镜材质及反射率，分别影响横向分辨率
、
非拼接的测量范围
、
可测斜面角度
、
非拼接的垂直扫描范围
、
可测样品材质范围，进而影响白光干涉测量系统的性能
、
效率和适应性
。
[0003]目前的白光干涉测量系统多数采用包括
Michelson(
迈克尔逊
)、Mirau(
米劳
)
干涉物镜产品
。Michelson
干涉物镜实现原理简单，但分光系统位于物镜物方光路中，导致物镜有效工作距离变短，仅适合工作距离长的低倍率物镜，物镜倍率通常小于
10x
，无法满足更高精度的测量需求而较少被使用
。
现有的白光干涉测量系统多采用日本
Nikon
的
Mirau
干涉物镜，但
Mirau
干涉物镜需要将分光系统和参考镜集成在物镜内部，必然限制了物镜数值孔径和工作距离，且参考镜无法更换
。
当参考镜反射率和被测样品反射率相差甚远时，干涉信号信噪比降低影响测量准确性
。
因此标准化干涉物镜产品可测样品类型受到限制，难以满足各种测量需求
。
此外，
Mirau
干涉物镜产品因设计
、
加工难度大，相对普通物镜产量小，成本昂贵
。
[0004]还有一种
Linnik(
林尼克
)
干涉物镜受到关注较少，其特点是整个干涉物镜需要一对匹配的物镜镜头来构成参考臂和探测臂，因此可使用参数更佳的物镜镜头提升整个干涉物镜的视场数
、
数值孔径
、
工作距离等性能
。
但由于参考臂和探测臂分离且长，容易受外界干扰导致干涉稳定性差，物镜后焦面的分光系统密封在结构内，仅靠结构的对称设计难以保证两臂光程差相等，因此，
Linnik
干涉物镜的应用不如
Michelson、Mirau
干涉物镜产品广泛
。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种光程补偿和参考镜可调的干涉物镜，包括等比分光棱镜
、
一维微型直线位移台
、
探测臂
、
参考臂，所述探测臂的一端
、
所述参考臂的一端分别朝向所述分光棱镜布置，所述探测臂与所述参考臂相互垂直布置；所述探测臂包括探测物镜，所述参考臂包括参考物镜，所述等比分光棱镜具有分光面，所述分光面呈
45
°
布置，通过所述一维微型直线位移台调节所述等比分光棱镜的分光面与所述探测物镜或者所述参考物镜之间的距离
。
[0006]所述一维微型直线位移台上设有用于带动所述一维微型直线位移台沿远离或者靠近所述参考臂的方向移动的调节旋钮
。
[0007]所述参考臂包括参考镜
、
固定件一
、
调整件，所述参考镜固定在所述固定件一上，所述固定件一安装在所述参考物镜的另一端，所述调整件包括多个螺杆，通过所述螺杆调整所述固定件一相对于所述参考物镜的间距以及俯仰角度
。
[0008]光束经过所述等比分光棱镜的分光面分成能量相等的两束光，第一束光经所述参考物镜
、
所述参考镜反射回所述分光面，得到参考光路；第二束光经所述探测物镜
、
被测样品表面反射回所述分光面，得到探测光路
。
[0009]还包括安装座，所述等比分光棱镜
、
所述一维微型直线位移台安装在所述安装座内；所述参考臂包括底座，所述参考物镜的一端安装在所述底座上，所述底座与所述安装座通过连接件连接，可通过所述连接件调节所述参考臂相对于所述探测臂的角度
。
[0010]所述底座上设有多个螺孔间隔布置的螺孔，所述安装座朝向所述底座的一面也设有螺孔，所述连接件包括顶丝，利用所述顶丝通过所述底座上的螺孔与所述安装座上的螺孔将所述底座与所述安装座固定
。
[0011]所述参考臂包括外壳，所述底座
、
所述外壳
、
所述调整件围合形成防尘空间，将所述参考物镜
、
所述参考镜
、
所述固定件一位于所述防尘空间内
。
[0012]所述参考物镜与所述固定件一之间设有隔板，所述隔板与所述调整件
、
所述外壳之间形成调节空间，所述固定件一
、
所述参考镜位于所述调节空间内，所述调整件通过弹性连接机构连接所述螺杆，所述弹性连接机构的一端抵接所述固定件一，另一端与所述螺杆连接，通过调节所述螺杆调节所述弹性连接机构对所述固定件一作用的弹力，改变所述固定件一相对于所述参考物镜的间距和俯仰角度
。
[0013]所述调整件上开设有中心孔，所述中心孔连通所述调节空间，通过所述中心孔更换参考镜
。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0015]本专利技术提供的一种光程补偿和参考镜可调的干涉物镜，进行白光干涉测量时，首先根据被测样品和测量需求确定一对匹配的
、
参数合适的物镜以及合适材质和反射率的镜片分别作为参考物镜
、
探测物镜和参考镜，并安装好，被测样品正对探测物镜放置，光源光束进入干涉物镜后，经等比分光棱镜的
45
°
分光面分成能量相等的两束光，本实施例中，水平方向的一束光经参考物镜
、
参考镜反射回到等比分光棱镜的
45
°
分光面，得到参考光路；竖直方向的一束光经过探测物镜
、
被测样品表面反射回到同一个分光面，得到探测光路，参考光路和探测光路由于来自同一光源光束，相干形成干涉条纹；结构上，通过一维微型直线位移台改变该等比分光棱镜的
45
°
分光面相对于其中一个物镜的距离，实现参考物镜和探测物镜后焦面在空间上相对
45
°
分光面对称，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光程补偿和参考镜可调的干涉物镜，其特征在于，包括等比分光棱镜
、
一维微型直线位移台
、
探测臂
、
参考臂，所述探测臂的一端
、
所述参考臂的一端分别朝向所述分光棱镜布置，所述探测臂与所述参考臂相互垂直布置；所述探测臂包括探测物镜，所述参考臂包括参考物镜，所述等比分光棱镜具有分光面，所述分光面呈
45
°
布置，通过所述一维微型直线位移台调节所述等比分光棱镜的分光面与所述探测物镜或者所述参考物镜之间的距离
。2.
根据权利要求1所述的一种光程补偿和参考镜可调的干涉物镜，其特征在于，所述一维微型直线位移台上设有用于带动所述一维微型直线位移台沿沿远离或者靠近所述参考臂的方向移动的调节旋钮
。3.
根据权利要求1所述的一种光程补偿和参考镜可调的干涉物镜，其特征在于，所述参考臂包括参考镜
、
固定件一
、
调整件，所述参考镜固定在所述固定件一上，所述固定件一安装在所述参考物镜的另一端，所述调整件包括多个螺杆，通过所述螺杆调整所述固定件一相对于所述参考物镜的间距以及俯仰角度
。4.
根据权利要求3所述的一种光程补偿和参考镜可调的干涉物镜，其特征在于，光束经过所述等比分光棱镜的分光面分成能量相等的两束光，第一束光经所述参考物镜
、
所述参考镜反射回所述分光面，得到参考光路；第二束光经所述探测物镜
、
被测样品表面反射回所述分光面，得到探测光路
。5.
根据权利要求3所述的一种光程补偿和参考镜可调的干涉物镜，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文钊，贾辉，岳鑫，袁芬芳，周翔，
申请(专利权)人：深圳市鹰眼在线电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：