一种平面色散透镜、光谱共焦测量系统及形貌测量方法技术方案

本发明专利技术属于光学测量技术领域，涉及一种平面色散透镜、光谱共焦测量系统及形貌测量方法；平面色散透镜包括衬底及平面透镜组，平面透镜组包括沿靠近衬底至远离衬底方向层叠设置的N层平面超振荡柱透镜；用于当宽波段连续光源自衬底远离平面透镜组一侧表面垂直入射后，N层平面超振荡柱透镜分别对宽波段连续光源中不同波段范围的光进行色散，产生沿轴向色散的多个超分辨光片；其中，N≥2。本方案设计的平面色散透镜产生的光片作为超分辨片光源对样品进行光谱共焦测量时，能够有效突破光学视场与分辨率之间的固有矛盾，将其应用于光谱共焦测量系统可以有效提高光谱共焦测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学测量，尤其是指一种平面色散透镜、光谱共焦测量系统及形貌测量方法。

技术介绍

1、光学共焦测量技术作为非接触式三维形貌测量的重要手段，在半导体检测、生物医学成像、精密制造等领域具有广泛应用。光学共焦测量技术由共焦显微技术发展而来，是近年来快速起步的一种光电位移传感技术，其基本原理是利用色散透镜对宽波段光源沿光轴线性色散，将色散后的光投射至样品的三维形貌表面进行反射，利用光谱仪解析不同位置处的反射光波长信息，从而将其转换为样品形貌、粗糙度等信息。色散透镜作为光谱共焦测量系统中的核心基础元件，其色散范围、焦点尺寸等性能直接影响光谱共焦测量结果的量程与分辨率，因此，如何设计色散透镜以实现更宽范围线性色散、更高聚焦分辨率以及更大扫描效率，从而提高三维形貌测量的分辨率和量程范围逐渐称为科学家争相研究的热点问题。

2、现有技术中提出了一种基于梯度折射率透镜的线扫描光谱共焦装置，其通过在光束传播方向设置梯度折射率透镜以产生轴向色散，从而实现三维形貌测量，实验数据显示该装置实现了优于0.5μm的横向分辨率和0.44mm的纵向测量范围，但是梯度折本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种平面色散透镜，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的平面色散透镜，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的平面色散透镜，其特征在于，透镜结构层材料为氮化硅、二氧化硅、二氧化钛、硅、锗或氟化钡；

4.一种光谱共焦测量系统，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的光谱共焦测量系统，其特征在于，片上扫描模块还包括MEMS扫描振镜，平面色散透镜集成在MEMS扫描振镜的可动镜面上，通过MEMS扫描振镜驱动可动镜面移动，从而利用平面色散透镜产生的多个超分辨光片对待测样品进行扫描。

6.根据权利要求4所述的光谱共焦测量系统，其...

【技术特征摘要】

1.一种平面色散透镜，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的平面色散透镜，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的平面色散透镜，其特征在于，透镜结构层材料为氮化硅、二氧化硅、二氧化钛、硅、锗或氟化钡；

4.一种光谱共焦测量系统，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的光谱共焦测量系统，其特征在于，片上扫描模块还包括mems扫描振镜，平面色散透镜集成在mems扫描振镜的可动镜面上，通过mems扫描振镜驱动可动镜面移动，从而利用平面色散透镜产生的多个超分辨光片对待测样品进行扫描。

6.根据权利要求4所述的光谱共焦测量系统，其特征在于，片上扫描模块还包括压电位移台，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文丽，牟彦铭，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：