[发明专利]用于测量基质的厚度的测量方法和测量装置

说明书

本发明提供一种用于测量基质的厚度的测量方法和测量装置。所述基质具有相对的第一表面和第二表面，所述测量方法包括：提供检测光束和参考光束；获取样本光束；获取包含随所述光源的波长变化的干涉信号；获得所述基质的二维图像或三维图像；在所述二维图像或三维图像中，根据所述光强信息随轴向深度的变化，确定所述基质与外界环境之间的界面位置；以及在所述二维图像或三维图像中，根据所确定的界面位置获得所述基质的厚度。

技术领域

本发明涉及测量技术，尤其涉及一种用于测量基质的厚度的测量方法和测量装置。

背景技术

在传统的测量领域里，厚度测量基本上是以卡尺、千分尺等接触式测量为主。但对于玻璃等产品的厚度测量，接触式测量会造成表面划伤，测量不准确等问题。

为了解决上述问题，在现有技术的某些方案中采用光学设备来执行非接触式测量。例如，在CN103175837B中论述了采用OCT技术来进行非接触式测量，以便检测基质内缺陷，但是，在该专利中并没有涉及如何采用OCT技术来测量基质厚度的技术方案。在Lumetrics公司的文章“Windshield Wedge Angle and Layer Thickness Measurements”中，描述了采用时域OCT(TD-OCT)光学设备来进行非接触式测量，从而获得基质厚度的技术方案。虽然如该文章中描述的，TD-OCT光学设备能够实现对诸如玻璃之类的产品的厚度的无损测量。但是根据由于在该文章中的方案，在采用TD-OCT设备的测量过程中，光学设备需要采用一驱动机构来驱动TD-OCT光学设备的参考壁移动，以实现轴向上的逐点扫描。也就是说，该方案需要驱动机构来辅助完成轴向扫描，以便获得轴向上各点的光学信息。因此，该装置存在结构复杂、测量速度慢等问题。

因此，希望提供一种在测量基质厚度时结构简单、测量速度快的技术方案。

发明内容

鉴于现有技术中的上述问题，本发明提出了用于测量基质的厚度的技术方案。根据本发明的技术方案，测量装置的结构简单、测量速度块。

为此，根据本发明的第一方面，所述基质具有相对的第一表面和第二表面，所述测量方法包括：提供检测光束和参考光束；获取所述检测光束自分布于所述第一表面上的多个入射点入射至所述第二表面上的与入射点一一对应的反射点而经过的光学检测路径上各点处产生的样本光束；根据所述样本光束与所述参考光束相互干涉而形成的干涉光束，来获取包含随所述光源的波长变化的干涉信号；根据所述干涉信号计算所述光学检测路径上各点的光强信息，并且根据与所述多个入射点相关的多个光强信息，获得所述基质的二维图像或三维图像；在所述二维图像或三维图像中，根据所述光强信息随轴向深度的变化，确定所述基质与外界环境之间的界面位置；以及在所述二维图像或三维图像中，根据所确定的界面位置获得所述基质的厚度。

根据一个可选的实施方式，所述基质包括由两个或更多个介质层构成的多层结构，所述测量方法还包括：在所述二维图像或三维图像中，根据所述光强信息随轴向深度的变化，确定所述多个介质层中的相邻介质层之间的物理界面的位置；以及在所述二维图像或三维图像中，根据所确定的物理界面的位置以及各个介质相对于所述检测光束的折射率，获得所述两个或更多个介质层中的各介质层的厚度。

根据一个可选的实施方式，提供检测光束和参考光束包括：从光源提供单光束；以及将所述单光束分为检测光束和参考光束。

根据一个可选的实施方式，所述光源的中心波长的范围为约800nm-1550nm，优选为约840nm-1350nm；和/或所述光源的带宽的范围为约30nm-160nm，优选为约35nm-110nm。

根据一个可选的实施方式，所述光源的中心波长为约860nm且所述光源的带宽大于等于约35nm，或者所述光源的中心波长为约1310nm且所述光源的带宽大于等于约100nm，优选地，中心波长为约860nm且带宽为约40nm，或者中心波长为约1310nm且带宽为约105nm。