[发明专利]基于仪器三维传递函数的相干扫描干涉仪表面重构方法

权利要求书

1.一种基于仪器三维传递函数的相干扫描干涉仪表面重构方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1.1)获取相干扫描干涉仪三维干涉信号；

(1.2)对获取的三维干涉信号进行预处理，约束其在纵向(即光轴方向)的背景光强分布；

(1.3)对预处理好的三维干涉信号进行三维傅立叶变换，获取三维干涉信号频谱I(K)，其中K为空间频率矢量；

(1.4)通过实验标定或仿真模拟获取所述的相干扫描干涉仪的三维传递函数H(K)；

(1.5)利用所述的三维干涉信号频谱I(K)除以三维传递函数H(K)获取待测表面的表层膜模型的三维频谱O(K)，公式如下：

(1.6)对待测表面的表层膜模型的三维频谱O(K)进行三维傅立叶逆变换得到重构待测表面的表层膜模型；

(1.7)利用所述重构的表层膜模型，在横向逐像素获取沿纵向的表面高度；

(1.8)通过所述逐像素获取的表面高度重构三维表面形貌。

2.根据权利要求1所述的一种基于仪器三维传递函数的相干扫描干涉仪表面重构方法，其特征在于，步骤(1.4)中通过仿真模拟获取所述的相干扫描干涉仪的三维传递函数H(K)，通过如下公式表述，

其中K为空间频率矢量，k₀为波数(即2π/λ，λ为波长)，S(k₀)为光谱功率密度，

其中为受限于NA的光学成像系统的三维瞳函数，δ()为Dirac Delta函数，h为Heaviside台阶函数，为纵向的单位向量，A_N为系统数值孔径。

3.根据权利要求1所述的一种基于仪器三维传递函数的相干扫描干涉仪表面重构方法，其特征在于，步骤(1.7)中，对重构的表层膜模型逐像素沿纵向(即光轴方向)获取表面高度的步骤如下：

(7.1)计算表层膜模型在各像素点沿纵向的幅值和相位信息；

(7.2)判断表层膜模型在各像素点沿纵向的幅值峰值的个数：

如果峰值个数为1，把表层膜模型的幅值作为高度的函数，对幅值在峰值附近进行拟合，获取拟合后峰值的对应的表面高度；

如果峰值个数大于1，则对每个峰值进行拟合操作，并以峰值高度作为权重，获取加权平均后的表面高度；

(7.3)根据所述获取的表面高度，获取相应高度处的相位，并计算该相位对应的高度修正值；

(7.4)通过所述获取的表面高度减去所述获取的高度修正值，得到逐像素最终的表面高度。

4.根据权利要求3所述的一种基于仪器三维传递函数的相干扫描干涉仪表面重构方法，其特征在于，步骤(7.2)中要对多峰值和单峰值进行区别运算。

5.根据权利要求3所述的一种基于仪器三维传递函数的相干扫描干涉仪表面重构方法，其特征在于，步骤(7.3)中补偿高度通过表层膜模型相位获取。