[发明专利]菲索干涉仪及确定测试面特性和改善干涉图对比度的方法

说明书

本发明涉及一种菲索干涉仪及确定测试面特性和改善干涉图对比度的方法。本发明涉及干涉度量领域，特别是涉及用于改善干涉图的对比度的菲索干涉仪。菲索干涉仪包括光源、参考面、位于菲索干涉仪的支撑件上的测试面以及摄像系统。菲索干涉仪利用偏振参考面来改善干涉图的对比度。本发明还涉及本发明的菲索干涉仪的使用方法，用于改善由菲索干涉仪获得的干涉图的对比度。

技术领域

本公开涉及偏振菲索(Fizeau)干涉仪。

背景技术

本发明涉及干涉度量领域，特别涉及用于改善干涉图的对比度的菲索干涉仪。菲索干涉仪包括光源、参考面、位于菲索干涉仪的支撑件上的测试面以及摄像系统。本发明还涉及本发明的菲索干涉仪的使用方法，用于改善由菲索干涉仪获得的干涉图的对比度。

发明内容

菲索干涉仪系统可用于确定位于菲索干涉仪中(例如在测试面支撑件上)的测试面的特性。使用菲索干涉仪，可以通过参考光束和测试光束的干涉来形成被称为干涉图的干涉图案。参考光束是由参考面反射的光束，并且测试光束是由测试面反射的光束。与参考面相比，测试面的特性影响干涉图案。因此，分析干涉图案允许确定测试面的特性。这些特性可以包括与测试面的高度相关的特性。

在已知的菲索干涉仪中，测试面和参考面以彼此面对的方式定位。

已知的菲索干涉仪包括用于发射沿光路行进的光束的光源，其中光路的第一部分在光源和位于菲索干涉仪的支撑件上时的反射测试面之间延伸，其中参考面被布置在光源和测试面所用的支撑件之间的光路的第一部分中，其中光路的第二部分从测试面延伸到参考面，然后延伸到用于测量从光路的第二部分入射的光的菲索干涉仪的摄像系统，其中参考面是部分反射的，使得产生参考光束和测试光束，其中参考光束通过由光源发射并沿着光路的第一部分入射的光束的部分反射而形成，参考光束沿着光路的第二部分朝向摄像系统反射，并且其中测试光束通过使光束沿着光路的第一部分穿过参考面并朝向测试面而形成，并且所述测试光束被测试面朝向参考面反射，然后沿着光路的第二部分反射到摄像系统，其中摄像系统被配置为用于测量通过使参考光束和测试光束干涉而生成的干涉图。

在测试光束被测试面反射之后，测试光束可以行进通过参考面。

当干涉图具有更好的对比度时，菲索干涉仪的最佳性能得到改善。改善的最佳性能允许菲索干涉仪进行更好的测量，例如，允许测试面的改善的轴向分辨率测试。当参考光束和测试光束的强度比接近相等时，干涉图的对比度接近最大。当参考光束和测试光束的强度接近相等时，这两个光束被认为是均衡的。

如果例如测试面具有差的反射率，则两个光束之间的强度比可能变得不相等。在这样的情形下，参考光束强度可能变得高于测试光束强度。这降低了干涉图的对比度，从而降低了菲索干涉仪的性能。

类似地，如果测试面比参考面反射率高，则测试光束强度可能变得高于参考光束强度。在该情形下，干涉图的对比度也降低，并且菲索干涉仪的性能可能低于期望的性能。

在已知的菲索干涉仪中，通过改变参考面的反射率来控制光束比，即摄像系统处的参考光束和测试光束之间的比。可以通过用具有其他反射率的参考面替换该参考面来控制参考面的反射率。还可以通过在光路中插入所谓的中性密度(ND)滤光器来控制光束比。在已知的菲索干涉仪中，ND滤光器通常放置在参考面和测试面之间。

这些控制光束比的方法需要许多不同的参考面和/或ND滤光器，这取决于所考虑的测试面。参考面和ND滤光器需要分别具有适合于所考虑的测试面的反射率和透射率。对具有各种参考面和/或ND滤光器的需要可能增加菲索干涉仪的使用成本。

此外，为了最佳测量，每次测量不同的测试面时，菲索干涉仪的使用者可能被迫改变菲索干涉仪的配置，这可能具有需要重新对准干涉仪的附加缺点。这增加了测量时间。另外，替换系统中的元件增加了由于灰尘、指纹等引起的光学系统污染的风险。